西安石油大学 院(系):机械工程学院教研室(系):化工机械系
1 西安石油大学 院(系)：机械工程学院 教研室(系)：化工机械系
果程名称 过程设备设计基础 课程类别 必修课(V)限选课()公共任选课() 总学时 学分 过程装备与控制工程 装备00,0402,00,0404 任课教师 李臻、樊玉光、李晓红 剧教授、教授、副教授 本课程是过程设备与控制工程专业的学科大类基础课程。其目的是综合运用基础课和技术基础课的基本理论,培养学生具有进行压力容器 设备的工程设计初步能力,主要包括 1、遵从国家标准进行压力容器的结构、强度设计及稳定性设计 过程设备设计基础课程的数学目的是使学生获得基础力学和金属材料知识,同时具备常压、中低压化工容器设备的初步设计和与机 教学目的和要|械专业人员的沟通能力,并了解压力容器监察管理法规,。过程设备设计基础包括金属材料基础和中低压容器设备结构设计、强度计算 本课程的教学重点为这些内容的基本概念基本知i (1)使学生了解掌握设计化工设备的基本概念和方法,包括:各类设备结构分析、载荷分析、设计方法。(2)对学生进行设备设计初步 能力训练,包括:设计参数确定、工艺计算与设备设计关系、结构设计和设计计算。(3)本课程的教学包括课堂讲授、学生自学、作业、辅 导答疑、期末考查等教学环节。(4)课堂教学采用启发式或讨论式的教学方法,理论结合实际,引导学生加深对所学知识的理解和应用,提 高学生学习本课程的兴趣和积极性 教学重点 封机理、垫片与压紧面的选择:开孔补强设计的要求、等面积补强计算:工艺管道温差应力、工艺管道支承与固定。塔设备设计中 的:板式塔塔盘设计、填料塔液体分布和再分布装置、填料支承装置结枃。换热设备设计中的:管壳式换热器机械结构设计ε 学重点、难点教学难点 铁碳合金材料的合金状态图。回转壳体的几何特性理解,薄膜应力理论的基本方程推导:典型壳体的薄膜应力解。内压圆筒厚度设 卜、球壳厚度的设计。外压稳定性概念、外压圆筒的失效和设计准则、影响临界压力的因素。法兰密封机理、垫片与压紧面的选择、螺拴 设计、法兰的设计。板式塔塔盘、填料塔液体分布和再分布装置、填料支承装置结枃。管壳式换热器机械结枃。管壳式换热器设计计算方 建议教材:郑津洋等编,《过程设备设计》,化学工业出版社,2005年7 主要参考书 [1]王志文编,《化工容器设计》(第二版),化学工业出版社,1999年2月 教材和参考书 [2]陈国理等编,《压力容器及化工设备》,华南理工大学出版社,1995年5月: [3]潘永亮,刘玉良化工设备机械设计基础北京:科学出版社1999 [5]GB150-98《钢制压力容器》,中国标准出版社,1998年5月 6]GB151-98《钢制管壳式换热器》,中国标准出版社,1998年
2 课程名称 过程设备设计基础 课程类别 必修课（V）限选课（ ）公共任选课（ ） 总学时 36 学分 2 讲授 学时 30 上机 学时 实验 学时 6 专 业 过程装备与控制工程 班 级 装备 0401，0402，0403,0404 任课教师 李臻、樊玉光、李晓红 职 称 副教授、教授、副教授 教学目的和要 求 本课程是过程设备与控制工程专业的学科大类基础课程。其目的是综合运用基础课和技术基础课的基本理论，培养学生具有进行压力容器 设备的工程设计初步能力，主要包括： 1、 遵从国家标准进行压力容器的结构、强度设计及稳定性设计。 2、 能从材料、强度、结构、制造、检验等各个方面对压力容器进行综合分析和设计，保证设计质量。 过程设备设计基础课程的数学目的是使学生获得基础力学和金属材料知识，同时具备常压、中低压化工容器设备的初步设计和与机 械专业人员的沟通能力，并了解压力容器监察管理法规，。过程设备设计基础包括金属材料基础和中低压容器设备结构设计、强度计算。 本课程的教学重点为这些内容的基本概念基本知识。 (1)使学生了解掌握设计化工设备的基本概念和方法，包括：各类设备结构分析、载荷分析、设计方法。(2)对学生进行设备设计初步 能力训练，包括：设计参数确定、工艺计算与设备设计关系、结构设计和设计计算。(3)本课程的教学包括课堂讲授、学生自学、作业、辅 导答疑、期末考查等教学环节。(4)课堂教学采用启发式或讨论式的教学方法，理论结合实际，引导学生加深对所学知识的理解和应用，提 高学生学习本课程的兴趣和积极性。 教学重点、难点 教学重点： 封机理、垫片与压紧面的选择；开孔补强设计的要求、等面积补强计算；工艺管道温差应力、工艺管道支承与固定。塔设备设计中 的：板式塔塔盘设计、填料塔液体分布和再分布装置、填料支承装置结构。换热设备设计中的：管壳式换热器机械结构设计。 教学难点： 铁碳合金材料的合金状态图。回转壳体的几何特性理解，薄膜应力理论的基本方程推导；典型壳体的薄膜应力解。内压圆筒厚度设 计、球壳厚度的设计。外压稳定性概念、外压圆筒的失效和设计准则、影响临界压力的因素。法兰密封机理、垫片与压紧面的选择、螺拴 设计、法兰的设计。板式塔塔盘、填料塔液体分布和再分布装置、填料支承装置结构。管壳式换热器机械结构。管壳式换热器设计计算方 法。 教材和参考书 建议教材：郑津洋等编，《过程设备设计》，化学工业出版社，2005 年 7 月 主要参考书： ［1］王志文编，《化工容器设计》（第二版），化学工业出版社，1999 年 2 月； ［2］陈国理等编，《压力容器及化工设备》，华南理工大学出版社，1995 年 5 月； ［3］潘永亮，刘玉良.化工设备机械设计基础.北京：科学出版社.1999 ［5］GB150—98《钢制压力容器》，中国标准出版社，1998 年 5 月； ［6］GB151—98《钢制管壳式换热器》，中国标准出版社，1998 年；
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《过程设备设计》 郑津洋董其伍桑芝富 (化工出版社 参考资料:1、《化工容器设计》;2、《化工设备设计》; 3、《GB150-1998》、《GB151-1998》;4、《化工设备机械基础》; 4、《化工设备设计全书》13册 绪论 、过程装备与控制工程专业的来历 大连工学院 1951年大连工字 天津大学 院成立”化学生 大学院 化学生产 产机器与设备” 1952年→第一批杠”浙江方线,的 系调整 机器与设 华东工学 专业 备”的院校 华南工学院 成都工学院 设备 杭州化工学院 欧美模式 联专家杜 工艺 马什涅夫 化机专业 设备与工 苏联模式 带12位教师和 艺相结合 10位研究生 250余所 过程装 化工机械第 0年代 份教学计 末:1000余 过程装备→◆备与控制 划 所院校 工程 过程装 化工过程设 化工设备设计)—备设计 备设计 过程装备的概念和范围 过程装备一一完成一系列物理或化学的加工处理过程的设备。 化工过程设备的范畴一一—化工生产过程中的静设备。 三、过程设备的特点 a、功能原理多种多样;b、化机电一体化;c、外壳一般为压力容器;
5 《过 程 设 备 设 计》 郑津洋 董其伍 桑芝富 (化工出版社) 参考资料: 1、《化工容器设计》；２、《化工设备设计》； ３、《GB150-1998》、《GB151-1998》；４、《化工设备机械基础》； ４、《化工设备设计全书》13 册 绪 论 一、过程装备与控制工程专业的来历: 二、过程装备的概念和范围: 过程装备——完成一系列物理或化学的加工处理过程的设备。 化工过程设备的范畴——化工生产过程中的静设备。 三、过程设备的特点 a、功能原理多种多样;ｂ、化机电一体化;ｃ、外壳一般为压力容器; 250 余所 过程装备 过程装 备与控制 工程 化工设 备设计 化工过程设 备设计 过程装 备设计 1951 年大连工学 院成立”化学生 产机器与设备” 专业 1952 年 大 学 院 系调整 大连工学院 天津大学 浙江大学 华东工学院 华南工学院 成都工学院 杭州化工学院 第一批有” 化 学 生 产 机 器 与 设 备”的院校 简称: 化机专业 方向 1 方向 2 欧美模式 苏联模式 设备 工艺 设备与工 艺相结合 1954 年 苏 联 专 家 杜 马什涅夫 带 12位教师和 10 位研究生 化工机械第 一份教学计 划 90 年 代 末:1000 余 所院校
d、单件生产,成本高
6 ｄ、单件生产,成本高
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1979年9月7日 国内某电化厂415升 液氯钢瓶爆炸,击穿5 个,爆炸5个,10200 公斤液氯外泄,波及7 公里范围,59人死亡, 779人严重中毒。 1979年12月 18日国内某液化气站 400M储罐爆炸,引发 3个球罐和一个卧罐 爆炸,5000只气瓶爆 炸,600吨液化气燃 烧,32人死亡,54人
9 1979 年 9 月 7 日 国内某电化厂415升 液氯钢瓶爆炸，击穿5 个，爆炸5个，10200 公斤液氯外泄，波及7 公里范围，59人死亡， 779人严重中毒。 1979 年 12 月 18日国内某液化气站 400M3储罐爆炸，引发 3个球罐和一个卧罐 爆炸，5000只气瓶爆 炸，600吨液化气燃 烧，32人死亡，54 人
1986 年4月28日前 苏联切尔诺 贝利核电站 压力壳发生 核泄漏,31人 死亡,20个国 家4亿人受 害
10 1986 年4月28日前 苏 联 切 尔 诺 贝 利 核 电 站 压 力 壳 发 生 核泄漏，31人 死亡，20个国 家 4 亿 人 受 害
年12月3日印度 博帕尔市农药 厂异氰甲酸脂 储罐发生泄漏, 2,580人死亡, 125,000人中 毒,5万人失明
11 1984 年12月3日印度 博帕尔市农药 厂异氰甲酸脂 储罐发生泄漏， 2,580人死亡， 125,000 人 中 毒，5万人失明