化工设备与材料教学大纲

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1、化工设备与材料课程教学大纲 一、课程的基本情况课程中文名称: 化工设备与材料课程英文名称：ChemicalEquipment and Material课程代码： 2202047课程类别：专业基础课课程性质：必修课课程学分：2.5总 学 时：46 讲课学时：46 实验学时：0授课对象：化工工艺专业本科三年级学生前导课程：大学物理机械制图机械设计基础二、教学目的 化工设备与材料是化学工程与工艺类专业一门综合性的机械类技术基础课，包括工程力学、化工设备材料与焊接和化工容器设计三大部分。其任务是使学生具备基本工程力学知识，了解化工设备的选材要求及常用材料的特性，了解和掌握化工设备的设计计算方法和过程及

2、典型设备的结构设计与计算，强化化工类专业本科生对化工设备的机械知识和设计能力。三、教学基本要求第一章物体的受力分析及其平衡条件1.1 力的概念和基本性质1.2力矩与力偶1.3 物体的受力分析及受力图1.4 平面力系的平衡方程基本要求：了解力、力矩与力偶的概念。掌握力的平移定理、常见典型约束性质与约束反力的确定、物体和简单物体系统受力图的画法、平面力系平衡的必要与充分条件。重点与难点：几种典型约束的约束反力；物体的受力分析及受力图的绘制第二章直杆的拉伸和压缩2.1直杆的拉伸和压缩2.2拉伸和压缩时材料的机械性质2.3拉伸和压缩的强度条件基本要求：掌握以下内容：1. 轴向拉伸和压缩的概念；2. 轴

3、向拉伸与压缩时直杆横截面上的内力和应力、许用应力、强度条件、应力集中的概念；3. 轴向拉伸或压缩时的变形、拉伸和压缩时材料的力学性能。重点与难点：轴向拉伸和压缩的受力特点和变形计算第三章直梁的弯曲3.1梁的弯曲实例与概念3.2梁横截面上的内力 - 剪力与弯矩3.3弯矩方程与弯矩图3.4梁弯曲时横截面上的正应力及其分布规律3.5梁弯曲时的强度条件3.6梁截面合理形状的选择3.7梁的弯曲变形基本要求：掌握以下内容：1. 平面弯曲的概念、剪力和弯矩、剪力图和弯矩图、纯弯曲梁的正应力计算和强度计算、常用截面的惯性矩计算、梁的挠度和转角；2. 积分法和叠加法求梁的挠度和转角。 重点与难点：平面弯曲的内力

4、及应力计算。第四章组合变形和强度4.1基本变形小结4.2复杂应力状态4.3强度理论4.4弯曲和拉压的组合作用4.5圆轴弯曲和扭转的组合作用基本要求：理解应力状态的概念和三向应力状态下一点的最大剪应力，掌握二向应力状态分析和强度理论。重点与难点：二向应力状态分析；强度理论第五章化工设备材料及其选择5.1 概述5.2材料的性能5.3碳钢与铸铁5.4 合金钢5.5 有色金属材料5.6 非金属材料5.7化工设备的腐蚀及防腐措施5.8化工设备材料的选择基本要求：了解金属材料的力学性能、物理性能、化学性能和加工工艺性能、化工设备的腐蚀类型及防腐措施。掌握碳钢、合金钢、铸铁等金属材料的性能、分类及编号，一般

5、了解有色金属与非金属材料的性能及应用，掌握给化工设备选择合适的材料的经常知识。重点与难点：材料的机械性能；金属材料的分类及牌号第六章焊接6.1电弧焊6.2焊接接头和坡口形式6.3焊接材料6.4焊接缺陷与焊接质量检验基本要求：了解电弧焊的基本概念、各种电弧焊的原理和特点；了解电焊条的组成、类型及用途；了解焊接质量检验的各种方法。掌握焊接接头基本概念、基本型式、工作性能；掌握各种焊接缺陷产生的原因。重点与难点： 各种焊接缺陷产生的原因第七章容器设计基础7.1概论7.2 内压薄壁容器设计7.3外压圆筒设计7.4封头的设计基本要求：掌握以下内容：1.容器的结构和分类；2.容器机械设计的基本要求；3.容

6、器的标准化设计；4.回转壳体的几何特性；5.回转壳体薄膜应力的计算及其适用条件；6.典型回转壳体（圆筒、球壳、椭圆壳、锥壳等）薄膜应力的求取；7.内压圆筒边缘应力的概念、特点以及对它的处理。8.薄壁圆筒形容器和球壳的设计；9.设计参数的确定；10.容器的压力试验及校核；11.凸形封头设计；12.锥形封头设计；13.平板封头设计；14.封头的结构特性及选择。15.外压容器的失效形式和分类；16.临界压力的概念，长圆筒、短圆筒的临界压力Pcr和临界长度Lcr的计算以及影响临界压力的因素；17.外压圆筒设计的图算法；18.外压球壳与凸形封头（碟形封头、椭圆形封头）设计的图算法。重点与难点：容器的结构

7、与分类；典型回转壳体的应力分析；薄壁圆筒形容器和球壳的设计；外压圆筒与椭圆形封头设计的图算法第八章容器零部件设计8.1 法兰联接8.2 容器支座8.3容器的开孔与附件基本要求：掌握以下内容： 1.法兰连接的组成、密封原理，法兰的结构与分类，影响法兰密封的因素，法兰标准以及选用法兰标准的主要参数；2.支座的分类和结构；3.容器开孔补强的设计原则、补强结构的形式、适用的开孔范围和不另行补强的最大开孔直径；4.容器附件。重点与难点：影响法兰密封的因素；容器的开孔补强第九章塔设备强度设计计算9.1塔体的强度计算9.2裙座的强度计算基本要求：了解塔所承受载荷的特点。掌握以下内容： 1. 塔体和裙座承受的

8、各项载荷计算及强度校核步骤；2.塔体壁厚的校核方法。重点与难点：塔体和裙座承受的各项载荷计算及强度校核步骤第十章容器设计举例基本要求：掌握以下内容： 1.容器设计的整体步骤；2. 容器各部件的选型、计算重点与难点：容器各部件的选型、计算四、课程内容与学时分配课程内容与学时分配表内容学时1 第一章 物体的受力分析及其平衡条件22 第二章 直杆的拉伸和压缩43 第三章 直梁的弯曲64 第四章 组合变形和强度45 第五章 化工设备材料及其选择66 第六章 焊接47 第七章 容器设计基础108 第八章 容器零部件设计49 第九章 塔设备强度设计计算210第十章 容器设计举例211机动2总学时46五、教材与参考书教 材：陈国桓主编，化工机械基础(第二版)，化学工业出版社，2006年；参考书：1 刁玉玮等编，化工设备机械基础(第六版)，大连理工大学出版社，2006年；2 赵军等编，化工设备机械基础，化学工业出版社，2000年；3 潘永亮主编，化工设备机械设计基础，科学出版社，1999年；六、教学方式和考核方式1、教学方式：以课堂讲授为主，辅以课后作业2、考核方式：闭卷考试大纲制订人：欧阳曙光大纲审定人：王世杰