化工机械基础（第四版）(陈国桓)

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。

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。

*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

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。