《化工设备机械基础》教学大纲
一、课程基本信息
1、掌握化工设备材料选择的基本内容和方法，具有合理选择设备材料的能力；
2、掌握压力容器应力分析的基本理论知识，具有一定的压力容器应力安全与否的判断能力；
3、掌握中低压容器的常规设计方法，具有根据容器的承压状况选择设计方法并开展设计的初步能力；
4、了解和掌握典型化工设备的结构特点，具有一般化工设备机械设计的能力。

三、课程目标、教学目标与毕业要求对应关系
四、教学基本要求和教学内容
（一）化工设备材料及其选择
1、基本要求：了解化工设备选材的重要性和复杂性；了解材料的力学性能指标；掌握金属材料的分类及牌号，熟练掌握化工设备常用的钢材牌号及表示方法；了解化工设备的腐蚀及防腐；了解化工设备材料的选择。

2、主要内容：金属材料的性能、分类及牌号，化工设备常用的三大类钢（即碳钢、低合金钢、合金钢），化工设备的腐蚀及防腐，选材的基本原则。

3、作业：材料选择2题。

（二）容器设计的基本知识
1、基本要求：熟练掌握容器的分类；了解容器机械设计的基本要求；掌握容器零部件的标准化。

2、主要内容：容器的分类与结构，零部件的标准化，压力容器的安全监察，容器设计的基本要求。

3、作业：无
（三）内压薄壁容器的应力分析
1、基本要求：了解回转壳体中的几个重要的几何概念；掌握回转壳体的无力矩理论及两个基本方程式；熟练掌握薄膜理论的应用（受气体内压的圆筒形壳体；受气体内压的球形壳体；受气体内压的锥形壳体；受气体内压的椭球壳）；了解内压圆筒边缘应力的概念。

2、主要内容：回转壳体的应力分析——薄膜应力理论，薄膜理论的应用。

3、作业：应力计算1题
4、实验：薄壁容器内压应力测定实验
（四）内压薄壁容器的强度设计
1、基本要求：了解强度设计的基本知识；熟练掌握内压薄壁圆筒的厚度计算；掌握厚度的概念和设计参数的确定；了解内压圆筒封头的设计。

2、主要内容：强度设计的基本知识，薄壁圆筒壳与球壳的强度设计。

3、作业：强度设计2题
（五）外压容器的稳定性设计
1、基本要求：外压圆筒与封头的设计；熟练掌握临界压力的概念及影响临界压力的因素；熟练掌握外压圆筒的工程设计方法；了解外压球壳与凸形封头的设计。

2、主要内容：外压圆筒失稳与分类，临界压力，外压圆筒与封头的设计。

3、作业：外压容器稳定性1题
4、实验：外压容器的失稳实验
（六）容器零部件设计
1、基本要求：掌握各种零部件标准的选用，熟练掌握标准法兰的选用；了解法兰的结构与分类；了解容器支座的分类，掌握双鞍式支座；掌握开孔应力集中现象及原因；了解开孔补强设计的原则与补强结构；了解等面积补强的设计方法。

2、主要内容：法兰联接，容器支座，容器的开孔补强，容器附件。

3、作业：无
（七）典型设备的机械设计（一）——管壳式换热器的机械设计
1、基本要求：掌握典型管壳式换热器的优缺点：(固定管板式换热器、浮头式换热器、填料函式换热器、U型管式换热器)；熟练掌握固定管板式换热器的基本结构；了解管、壳的分程及隔板；了解管子的选用及其与管板的连接；了解管板结构；了解折流板、支承板、旁路挡板及拦液板的作用和结构；了解温差应力产生的原因及温差应力的补偿措施；了解管子拉脱力的计算；了解管箱与壳程接管的作用。

2、主要内容：管壳式换热器的结构、分类与设计内容，管子的选用与管板的连接，管板结构，温差应力与拉脱力。

3、作业：无
（八）典型设备的机械设计（二）——塔设备的机械设计
1、基本要求：了解塔体载荷及应力分析，熟练掌握塔设备的应力校核；掌握塔体厚度的计算，了解裙座设计及选用；掌握板式塔的基本结构、填料塔结构；了解风载荷的计算。

2、主要内容：塔体载荷及应力分析，塔体厚度的计算，裙座设计及选用，板式塔结构，填料塔结构。

3、作业：无
（九）典型设备的机械设计（三）——搅拌器的机械设计
1、基本要求：了解搅拌器的作用、型式及选型，搅拌器的功率及影响因素，传动装置及搅拌轴、轴封。

2、主要内容：搅拌器的作用、型式及选型，搅拌器的功率及影响因素，传动装置及搅拌轴、轴封。

3、作业：无
五、参考学时
课程总学时：30学时其中理论教学：26学时，实验：4学时
1、课程教学以课堂讲授为主，结合实验、作业等方式进行，理论和实际结合；
2、课程的具体教学由任课教师按照本教学大纲要求撰写课程实施大纲，实施教学活动。

七、考核评价
课程考核包括考勤、作业、实验和期末考核。

最终成绩=平时成绩×50%+期末大作业成绩×50%,并转化为按“优、良、中、及格、不及格”五级计分。

其中：平时成绩=出勤情况×20%+实验情况×20%+作业情况×60%。