化工机械基础（第三版）

第一篇工程力学/1

第1章物体的受力分析及其平衡条件/2

1.1力的概念和基本性质2

1.2力矩与力偶5

1.3物体的受力分析及受力图8

1.4平面力系的平衡方程13

思考题17

第2章直杆的拉伸和压缩/18

2.1直杆的拉伸和压缩19

2.2拉伸和压缩时材料的力学性能22

2.3拉伸和压缩的强度条件29

思考题32

第3章直梁的弯曲/33

3.1梁的弯曲实例与概念33

3.2梁横截面上的内力——剪力与弯矩34

3.3弯矩方程与弯矩图36

3.4弯曲时横截面上的正应力及其分布规律42

3.5梁弯曲时的强度条件45

3.6梁截面合理形状的选择47

3.7梁的弯曲变形49

思考题52

第4章剪切/53

4.1剪切变形的概念53

4.2剪力、切应力与剪切强度条件53

4.3挤压的概念和强度条件55

4.4剪切变形和剪切虎克定律55

思考题56

第5章圆轴的扭转/57

5.1圆轴扭转的实例与概念57

5.2扭转时的外力和内力58

5.3扭转时横截面上的应力60

5.4扭转的强度条件64

5.5圆轴的扭转变形与刚度条件65

思考题67

第6章基本变形小结/68

第一篇习题70

参考文献76

第二篇材料与焊接/77

第7章化工设备材料/78

7.1概述78

7.2材料的性能78

7.3铁碳合金81

7.4钢的分类86

7.5有色金属材料95

7.6非金属材料97

7.7化工设备的腐蚀及防腐措施99

7.8化工设备的材料选择104

思考题105

第8章焊接/107

8.1电弧焊107

8.2焊接材料109

8.3焊接接头和坡口形式112

8.4焊接缺陷与焊接质量检验114

思考题116

参考文献116

第三篇容器设计/119

第9章容器设计基础/120

9.1概述120

9.2内压薄壁容器设计125

9.3外压圆筒设计134

9.4封头的设计144

思考题153

第10章容器零部件设计/154

10.1法兰连接154

10.2容器支座163

10.3容器的开孔与附件169

思考题173

第11章容器设计举例/174

11.1罐体壁厚设计174

11.2封头壁厚设计174

11.3鞍座设计175

11.4人孔设计175

11.5人孔补强确定176

11.6接口管设计176

11.7设备总装配图176

第三篇习题178

参考文献180

第四篇典型化工设备/181

第12章塔设备/182

12.1概述182

12.2板式塔结构182

12.3填料塔188

12.4塔体强度计算198

12.5裙座的强度计算205

思考题210

第13章管壳式换热器/211

13.1概述211

13.2管壳式换热器的结构形式212

13.3管壳式换热器构件213

13.4管壳式换热器的强度计算225

13.5管壳式换热器标准简介230

参考文献231

第五篇机械传动/233

第14章带传动/234

14.1概述234

14.2带传动的工作原理及工作情况分析235

14.3V形带传动的设计计算237

14.4V形带轮241

14.5V形带的布置、使用和维修243

14.6同步齿形带传动简介244

思考题246

第15章齿轮传动/247

15.1概述247

15.2齿廓啮合的基本定律247

15.3渐开线和渐开线齿廓的啮合特性248

15.4渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和基本尺寸250

15.5一对渐开线齿轮的啮合传动252

15.6齿轮的加工方法及变位齿轮253

15.7齿轮轮齿的失效形式256

15.8直齿圆柱齿轮传动的强度计算257

15.9齿轮材料与许用应力261

15.10齿轮的构造262

思考题265

第五篇习题266

参考文献266

附录/267

附录1我国不锈钢与美国不锈钢牌号近似对照（摘自GB.150—2011）267

附录2钢材弹性模量(摘自GB.150—2011)268

附录3钢材平均线膨胀系数(摘自GB.150—2011)268

附录4钢材许用应力（包括碳素结构钢钢板、压力容器用钢板、低温压力容器用钢板、高合金钢板，摘自GB.150—2011及GB.150—1998）269

附录5碳素钢和低合金钢钢管许用应力（摘自GB.150—2011）272

附录6热轧工字钢规格及截面特性参数（摘自GB.706—2008）273

附录7钢制压力容器用甲型平焊法兰的结构形式和系列尺寸

（摘自NB/T.47021—2012）274

附录8管法兰中，突面、凹凸面、榫槽面的密封面尺寸

（摘自HG/T.20592—2009）276

附录9板式平焊钢制管法兰参数（摘自HG/T 20592—2009）277

附录10有关筒体和封头的数据280

全书共分五篇。第一篇工程力学，包括物体的受力分析及其平衡条件、直杆的拉伸和压缩、直梁的弯曲、剪切、圆轴的扭转、基本变形小结；第二篇材料与焊接，包括化工设备材料、焊接；第三篇容器设计，包括容器设计基础、容器零部件设计、容器设计举例；第四篇典型化工设备，包括塔设备、管壳式换热器；第五篇机械传动，包括带传动、齿轮传动。书后有附录等相关内容。

该书可作为高等学校化学工程与工艺专业及相近专业(石化、生化、制药、冶金、环保、能源等)的本科生教材，也可供相关部门的科研、设计和生产单位的工程技术人员参考。

本习题册是依据中等职业学校有机、无机工艺专业《化工机械基础》课程教学大纲编写的，习题类型主要包括填空、选择、判断、问答、画图、计算等，对巩固课堂知识，提高学生分析问题和解决问题的能力具有一定的作用。本习题册与《化工机械基础》（第二版）（焦守家、楼影主编，化学工业出版社）教材配套使用。本习题册可供中等职业学校学生使用，也可用于技工学校、职业高中、职工技术培训，还可供化工技术工人自学使用。

杨林编著的《化工机械基础(高职高专系列教材)》系统全面介绍了典型化工设备及其主要零部件的结构、特点、选型、使用等实用性内容，本书适合职业技术教育过程装备和控制专业师生使用，也可供石油化工行业中职、职工大学和工程技术人员使用和参考。

本书是在1999年第一版的基础上，结合实践按照中等职业学校化工工艺专业（工种）《化工机械基础教学大纲》修订而成的，本书除注意保留第一版特色外，对理论教学和实习操作的内容均做了删减，纠正了书中其他差错，应用了新的国家技术标准，力求使教材有鲜明的时代特征。

全书由化工机械常用材料，化工容器，机械传动基础，化工腐蚀与防护，管、钳工基本操作等内容构成。

本书是中等职业学校石油、化工工艺专业的规划教材，也可用于化肥、炼油、化工工艺中级技术工人的培训教材或相近专业师生、技术工人的自学用书。