化工机械基础（第四版）(陈国桓) 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

全书共分四篇。*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、换热器、反应釜。本书还配有基本力学问题的视频讲解，读者可扫描本书封底二维码观看。书后有附录等相关内容。

本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。

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 / 34

3.1梁的弯曲实例与概念34

3.2梁横截面上的内力——剪力与弯矩35

3.3弯矩方程与弯矩图37

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46

3.6梁截面合理形状的选择48

3.7梁的弯曲变形50

思考题53

第4章剪切 / 54

4.1剪切变形的概念54

4.2剪力、切应力与剪切强度条件54

4.3挤压的概念和强度条件56

4.4剪切变形和剪切虎克定律56

思考题57

第5章圆轴的扭转 / 58

5.1圆轴扭转的实例与概念58

5.2扭转时的外力和内力59

5.3扭转时横截面上的应力61

5.4扭转的强度条件65

5.5圆轴的扭转变形与刚度条件66

思考题68

第6章基本变形小结 / 69

篇习题71

篇参考文献77

第二篇材料与焊接 / 79

第7章化工设备材料 / 80

7.1概述80

7.2材料的性能80

7.3铁碳合金83

7.4钢的分类88

7.5有色金属材料97

7.6非金属材料99

7.7化工设备的腐蚀及防腐措施102

7.8化工设备的材料选择107

思考题108

第8章焊接 / 109

8.1常见焊接方法109

8.2焊接接头和坡口形式112

8.3焊接缺陷与焊接质量检验114

思考题116

第二篇参考文献117

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135

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164

10.3容器的开孔与附件170

思考题174

第11章容器设计举例 / 175

11.1罐体壁厚设计175

11.2封头壁厚设计175

11.3鞍座设计176

11.4人孔设计176

11.5人孔补强确定177

11.6接口管设计177

11.7设备总装配图177

11.8承压容器计算机辅助设计180

第三篇习题183

第三篇参考文献184

第四篇典型化工设备 / 185

第12章塔设备 / 186

12.1概述186

12.2板式塔结构186

12.3填料塔结构192

12.4塔体强度计算202

12.5裙座强度计算209

思考题214

第13章换热器 / 215

13.1概述215

13.2管壳式换热器的结构形式216

13.3管壳式换热器构件218

13.4管壳式换热器的强度计算229

13.5管壳式换热器标准简介235

13.6其他常用换热器235

思考题237

第14章反应釜 / 238

14.1概述238

14.2搅拌反应釜主要结构238

14.3搅拌反应釜的强度计算245

14.4侧入卧式搅拌反应釜简介249

思考题250

第四篇参考文献251

附录 / 252

附录1我国不锈钢与美国不锈钢牌号对照(摘自GB 150.2—2011)252

附录2钢材弹性模量(摘自GB 150.2—2011)253

附录3钢材平均线膨胀系数(摘自GB 150.2—2011)253

附录4钢材许用应力(摘自GB 150.2—2011)254

附录5碳素钢和低合金钢钢管许用应力(摘自GB 150.2—2011)257

附录6热轧工字钢规格及截面特性参数(摘自GB 706—2016)258

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）260

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）262

附录9板式平焊钢制管法兰参数（摘自HG/T 20592—2009）263

附录10有关筒体和封头的数据266

附录11过程设备强度计算书268

陈国桓，天津大学，化工学院，教授，1958-1963就读于天津大学化工系，毕业后留校任教。

主要从事“化工过程与机械”的本科教学、培养研究生及科学研究。

在天津大学工作三十多年，曾在一级学报或重要核心科技刊物上，作为第 一作者发表论文五十多篇。

1983年荣获天津市科技进步（成果）二等奖，1984年获辽宁省科技进步三等奖。

2017年获中国石油和化学工业联合会颁发的优 秀出版物奖/教材奖一等奖。

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编辑推荐

本书更新再版时基于“新工科建设”和“工程教育理念”，旨在培养造就引领未来技术与产业发展的卓越化工技术人才；

按照国家或部委颁布的新标准、规范进行内容更新；

针对基本力学问题制作了Flash动画，使力学问题更容易理解；

在塔设备和换热器中添加了3D结构图和实物图，便于读者理解；

增补了常用的焊接方法、无损检测方法和其他常用形式换热器和反应釜；

更新了部分例题、课后思考题和习题。

前言

前言

为了应对新一轮科技革命和产业变革带来的新机遇、新挑战，基于“新工科建设”和“工程教育理念”，培养造就引领未来技术与产业发展的卓越化工技术人才，笔者对本教材进行了更新再版。

本次修订内容主要如下：

① 在容器设计举例中，增加了承压容器计算机辅助设计有关内容，即SW6-2011强度校核和ANSYS有限元分析设计举例。

② 按照国家和部委颁布的标准、规范更新内容。如更新了碳钢、低合金钢和不锈钢的牌号和化学成分，以及换热器的膨胀节的计算。

③ 针对基本力学问题制作了Flash动画，使力学问题更容易理解。在塔设备和换热器中添加了3D结构图和实物图，便于读者理解。

④ 增补了常用的焊接方法（如搅拌摩擦焊）、无损检测方法（如渗透探伤）的介绍和其他常用换热器形式和反应釜章节。

⑤ 更新了部分例题、课后思考题和习题。

⑥ 由于篇幅所限，删除了焊接材料及机械传动的章节。

本次全面修订和增补工作由陈国桓、张喆、许莉和陈刚共同完成。本次修订出版与化学工业出版社的积极支持密不可分，并得到天津大学化工学院及过程装备与控制工程系领导和同事的大力支持。中国天辰工程有限公司设备室彭博高级工程师和龚剑高级工程师，中国科学院过程工程研究所张洋副研究员，在读研究生曹明魁、孙靖、张乐和李安等为本书的修订做了大量的具体工作，在此一并致谢！

由于笔者水平有限，不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。

编著者

天津大学化工学院

2020年9月

版前言

为了适应培养跨世纪高级化工专业人才的需要，以“面向21世纪的教学内容和课程体系改革”为主导思想，以“面向21世纪对化工类专门人才的知识、能力、综合素质培养目标”为宗旨，贯彻“加强基础，拓宽专业知识，联系实际，提高能力，便于自学”的原则，在原有《化工设备机械基础》课程教材的基础上，删去了与《化工原理》有重复的，如塔设备结构、换热器结构及搅拌反应器结构等典型化工设备内容，增加了机械传动和焊接技术的介绍，这些都是工程技术人员应具备的机械基础知识。

本教材内容的组成方面，始终贯穿这样的思路：对于某一设备或零部件，分析它的载荷及受力情况，计算它的应力，然后进行强度、刚度或稳定性校核，同时解决安全与经济的矛盾。

教材中尽量引用国家或部委颁布的标准、规范的数据，以此引导学生了解标准、规范，遵循规范。在使用标准、规范中，往往可以获得事半功倍的效果。

在编写中力求做到理论联系实际，由浅入深。概念的引出、例题、习题尽量针对化工装置及其零部件，期望增加学生学习兴趣，把理论学得更扎实。

本书可作为高等院校化学工程与工艺专业以及相关专业(如石油、生物工程、制药、材料、冶金、环保、核能等)的教材，也可供有关部门的科研、设计和生产单位的科技人员参考。

本教材的编写人员：篇陈旭；第二篇的第八章谭蔚，第九章陈国桓；第三篇陈国桓；第四篇谭蔚。主编陈国桓。

作者十分感谢涂善东教授和贾春厚教授为本书审阅并提出了许多宝贵意见。

中国科学院院士余国琮教授自始至终都在关心和指导本书的编写工作，并为本书作序。朱宏吉、许莉、高红为本书的编写提供了许多资料，安柯、高翔、赵翠伶、于欣为本书的出版做了大量的具体工作。天津大学化工学院为本书的出版给予了大力支持，特在此一并致谢。

由于作者水平有限，书中不完善处在所难免，敬请同行及读者指正，对此不胜感激。

编者

2000年11月

第二版前言

《机械基础》自2001年8月出版以来，深受高校师生及工程技术人员欢迎。本教材内容侧重化工类专业，为了便于化工类及相关专业师生选用，本次改版更名为《化工机械基础》。

本次修订内容主要如下。

① 按国家或部委颁布的标准、规范进行更新。

② 对体系与内容进行了重构。根据现有本科生教学大纲及学时的要求，调整了部分章节的体系和内容，如将原第四篇“容器设计”改为第三篇；而将原第三篇“机械传动与减速器”改为第四篇，删去了“链传动”一章，增设了“轴系”；删去了部分附录内容。

③ 增加了应用实例，便于学生理解，加强知识向能力的转化。还增加了部分有一定难度或灵活性的习题，引导学生用所掌握的基本理论和基本方法解决实际问题，从而增加学习兴趣，把理论学得更扎实。

本次全面修订与增补工作主要由这些年来从事该课程教学的教师许莉完成，版编者也做了部分修订工作，新增的第17章由朱宏吉编写。

本次修订本的出版与化学工业出版社的支持分不开，兄弟院校的授课教师提供了一些宝贵意见，王晓静副教授、高红博士、王泽军教授级高级工程师为本书的修订提供了许多资料，王士勇、蔡永益、何璟为本书的修订做了大量的具体工作，在此一并致谢。

由于编者的水平，不妥之处难免，恳请读者批评指正。

编者

2005年11月

第三版前言

科学在发展，技术在进步，教材也要不断更新。

本书第二版自2006年出版发行以来，深受高校师生及工程技术人员的欢迎。我们觉得更应该负责任地将教材内容修订好。

本次修订内容主要如下：

① 按国家或部委颁布的标准、规范进行更新。如对压力容器及其零部件（包括容器法兰、管法兰）、各种钢材牌号等进行了标准更新。

② 增补典型化工设备篇，包括塔设备和管壳式换热器。结合实际工业应用与新技术的发展，对新型规整填料及塔内件等内容进行了重点介绍。

③ 由于篇幅所限，删去了力学篇章的组合变形分析与压杆稳定性，以及第四篇机械传动的蜗杆传动、轴系和轮系、减速器等章节。

④ 在工程力学的篇章中，经典的力学概念基本不变，增加了实例例题。此外，统一了力学部分的强度符号，如用Rm、ReL分别代替σb、σs。

⑤ 对于各种钢材品种类别及性能的描述，用表格化代替平铺直叙的写法，便于读者理解与记忆。

本次全面修订工作由陈国桓、陈刚共同完成，增补的典型化工设备篇由陈刚完成。

本次修订出版与化学工业出版社的积极支持分不开，并得到天津大学化工学院及过程装备与控制工程系领导的积极支持。崔云老师，朱美娥高级工程师，在读研究生张勇、史丽婷、张旭、王一哲、崔仕博、吴昊、徐程、陈相宜等为本书的修订做了大量的具体工作，在此一并致谢！

由于编者的水平有限，不妥之处难免，恳请读者批评指正。

编者

2015年4月

书籍介绍

全书共分四篇。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、换热器、反应釜。本书还配有基本力学问题的视频讲解，读者可扫描本书封底二维码观看。书后有附录等相关内容。本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。