10《化工设备设计基础》课程教学大纲
发布时间:2018年09月28日 10:33 来源: 阅读数:

 

Chemical Equipment Design

一、课程基本信息

 时:40

 分:2.5

考核方式:闭卷考试。本课程总评成绩构成:考试卷面成绩占70%,平时成绩占30%

中文简介:化工设备设计基础是化工工艺、应用化学类专业学生学习和掌握化工容器和设备知识及其基本设计方法的一门综合性课程, 具有很强的工程性和实用性。它包括工程力学、容器设计和主要化工设备设计

二、 教学目的与要求

  化工设备设计基础是化工工艺、应用化学类专业一门综合性的技术基础课,包括工程力学基础(静力学、材料力学)、容器设计和主要化工设备设计。本课程的目的是,使学生掌握工程力学基础,掌握化工设备常用材料的主要性能、牌号、用途及选材方法;掌握薄壁容器及其零部件的设计和标准选用的基本方法;掌握典型化工设备的结构和机械设计方法。

通过本课程的学习要求学生掌握化工容器及设备的力学基础,材料选择,及基本设计方法,使学生具有化工容器及设备设计的初步能力。能够为工艺生产提出合理的设备要求,为从事化工设备的设计、使用、管理打下坚实的基础。

三、教学方法与手段

    讲授、课堂讨论。

四、 教学内容及目标

 

  教学内容

教学目标

学时

分配

第一章 平面力系受力分析及平衡条件

3

1力、力矩与力偶的概念及基本性质

理解

0.5

2、约束与反约束的分析

理解

1

3、受力图画法及分析

掌握

1

4、平面力系的平衡条件

掌握

0.5

重点;受力图和力系平衡方程的应用。

难点:约束、约束反力和一般力系的简化

衡量学习是否达到目标的标准;会分析约束与约束反力,画受力图; 列平衡方程;能独立完成课后习题

第二章 五种基本变形

12

1、直杆的拉伸与压缩内力分析、应力计算

掌握

2

2、材料的力学性质、拉伸与压缩的强度条件

掌握

2

3剪切:概念及强度条件、剪切虎克定律

掌握

2

4梁的弯曲强度和变形计算

掌握

3

5圆轴的扭转:扭转横截面受力、强度条件和刚度条件

掌握

3

重点:轴力、应力、应变和截面法的概念,拉伸与压缩的强度计算,剪切和挤压的实用计算。应用扭转强度、刚度条件进行圆轴的设计和校核。梁弯曲正应力计算及强度条件的应用;梁弯曲变形计算及刚度条件的应用。

难点:分析材料在受力和变形过程中所表现的力学性质。圆轴扭转时的变形和应力分析。剪力图、弯矩图以及梁正应力的分析。

衡量学习是否达到目标的标准;会拉伸、压缩、剪切、弯曲扭转变形的内力计算,强度条件计算。能独立完成课后习题

第三章 化工设备材料

3

1、材料的性能:力学性能、物理性能、化学性能

掌握

1

2、碳钢与铸铁;铁碳合金钢的组织、结构

了解

0.5

3、合金钢:分类、编号、性能

理解

0.5

4、有色金属材料和非金属材料

了解

0.5

5、化工设备防腐、材料选择原则

掌握

0.5

重点:碳钢、低合金钢、合金钢的性能及选用的基本原则,化工设备的防腐措施

难点:碳钢与铸铁的组织,结构,分类及牌号,运用选材原则对化工设备进行选材

衡量学习是否达到目标的标准;运用选材原则对化工设备进行选材;能独立完成课后习题

第四章  容器设计

13

1、压力容器结构、分类、选材、标准化

掌握

2

2、内压薄壁容器的设计:应力分析、设计参数的确定、强度计算

掌握

3

3、外压容器的设计:稳定性概念和壁厚计算方法

掌握

3

4、封头设计:封头类型、壁厚计算

掌握

3

5、法兰连接、容器开孔、支座及附件

了解

2

重点:典型压力容器的应力分析,内压薄壁圆筒及封头的强度设计方法及其设计公式。失稳概念和外压圆筒设计准则,法兰连接的密封原理、结构形式和分类,选择容器支座的结构、安装方法及其标准选用。

难点:容器设计中设计参数的选择和确定。外压圆筒设计的工程图算法。容器开孔补强的原则及其设计方

衡量学习是否达到目标的标准;会内压容器、外压容器壁厚的设计计算;封头的壁厚计算;会选容器的标准件;能独立完成课后习题

第五章  塔设备

3

1、板式塔结构设计:塔盘、接管、除沫装置

了解

0.5

2、填料塔结构设计:流体分布装置、栅板及接管

了解

0.5

3、塔体载荷计算、塔体强度和裙座的强度计算

掌握

2

重点:塔设备所受载荷特点及其计算

难点:塔设备危险截面处的应力分布及其应力组合计算

衡量学习是否达到目标的标准;会塔设备各种载荷计算、应力组合计算;能独立完成课后习题

第六章  管壳式换热器

3

1、换热器的分类、结构及标准简介

了解

0.5

2、管壳式换热器的构件

了解

0.5

3、换热管及管板的连接、排列,温差应力

掌握

1.5

4、特殊工况的管壳式换热器及强化传热

理解

0.5

重点:温差应力的产生原因、计算方法;温差应力的补偿措施

难点:掌握拉脱力产生的原因及计算方法

衡量学习是否达到目标的标准;会选管壳式换热器形式;会计算温差应力;能独立完成课后习题

第七章  搅拌反应釜

3

1、反应釜釜体和结构

了解

0.5

2、反应釜的搅拌装置

掌握

1

3、反应釜的传热装置

掌握

1

4、反应釜的轴封装置

理解

0.5

重点:反应釜的机械设计步骤及相关计算

难点:搅拌器的选型,搅拌器的功率及影响因素,轴封结构.

衡量学习是否达到目标的标准;会反应釜的设计相关计算;能独立完成课后习题

 

 

 

五、推荐教材和教学参考资源

使用教程

[1] 谭蔚等编 化工设备设计基础 天津大学出版社 2007年 3 板

教学参考资源

[1] 赵  军等编,《化工设备机械基础》,化学工业出版社,2000年;

[2] 潘永亮主编,《化工设备机械设计基础》,科学出版社,1999年;

[3] 张新占主编,《工程力学》(上)、(下),西北工业大学出版社,2001年。

[4] 陈经梅等编,《化工轻工机械设计基础》,浙江大学出版社,1994年;

 

大纲修订人:胡福田                 修订日期:2018.1.21

大纲审定人:                       审定日期:

 

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