过程设备设计方法与应用

第1章 过程设备设计导论

1.1 过程设备设计的基本要求

1.2 过程设备设计的基础知识

1.2.1 设计要素

1.2.2 常用材料及选择的基本要求

1.2.3 载荷

1.3 过程设备设计方法与流程

1.3.1 设计条件

1.3.2 设计方法

1.3.3 设计流程

第2章 过程设备的失效

2.1 概述

2.1.1 过程设备的预期使用年限

2.1.2 失效模式

2.1.3 失效判据与设计准则

2.2 过程设备失效特征与影响因素

2.2.1 过程设备零部件典型失效形式

2.2.2 影响失效的主要因素

2.3 标准中的失效设计

2.3.1 GB/T 150的失效设计

2.3.2 JB 4732的失效设计

2.3.3 ASME的高温安定性设计

第3章 规则设计

3.1 概述

3.2 基本方案设计

3.2.1 工艺设计

3.2.2 设计标准

3.2.3 材料选择

3.2.4 结构设计

3.3 设计计算过程

3.3.1 设计参数确定

3.3.2 强度设计计算

3.3.3 开孔补强计算

3.3.4 管子拉脱力计算

3.3.5 膨胀节计算

3.3.6 管板设计计算

3.4 设计输出文件

第4章 分析设计

4.1 概述

4.2 分析设计基础

4.2.1 分析设计方法

4.2.2 弹性应力分类法

4.2.3 应力分类与强度评定

4.2.4 有限元软件中线性化方法的操作

4.2.5 应力分类结果的识别、提取

4.2.6 强度评定与分析报告

4.3 容器开孔分析设计

4.3.1 问题描述

4.3.2 分析流程

4.3.3 结果分析与评定

4.4 预蒸发器斜接管应力分析

4.4.1 问题描述

4.4.2 有限元模型建立

4.4.3 计算载荷及计算工况

4.4.4 计算结果分析

4.4.5 应力评定与稳定性评定

4.5 换热器管板分析设计

4.5.1 模型分析与简化

4.5.2 载荷与边界条件

4.5.3 管板管孔带等效参数计算方法

4.5.4 机械应力和热应力计算

4.5.5 应力评定

4.5.6 管板厚度优化

4.6 基于流-热-固耦合的换热器失效分析

4.6.1 热-固耦合应力强度数值计算方法

4.6.2 模型与验证

4.6.3 基于线弹性的换热器应力计算

4.6.4 基于弹塑性的换热器失效分析

第5章 过程设备计算机辅助设计

5.1 计算机辅助设计简介

5.1.1 CAD通用软件

5.1.2 参数化设计

5.1.3 参数化设计实例

5.2 过程设备专用设计软件

5.2.1 SW6工程应用

5.2.2 PV Elite工程应用

5.2.3 NozzlePRO工程应用

5.2.4 其他常用软件简介

第6章 现代设计方法

6.1 概述

6.2 创新设计

6.2.1 创新设计基础

6.2.2 过程设备创新设计

6.3 可靠性设计

6.3.1 可靠性的定义

6.3.2 可靠性评定指标

6.4 基于损伤模式的压力容器设计

6.4.1 筛选分析准则

6.4.2 面向损伤模式的设计流程

附录 设计条件图

参考文献

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本书主要阐述了流程工业中过程设备的设计方法，内容包括过程设备设计的基本流程与基本方法，并通过过程设备的实际工程案例介绍规则设计、分析设计的方法及常用软件的使用方法。本书由高校和企业专家联合编写，注重工程设计实际，有很强的实用性。

本书可作为过程装备与控制工程、安全工程等专业的本科课程教材、设计指导书，亦可作为机械、能源与动力类专业硕士课程参考教材，还可作为工程技术人员的参考书。