“压力容器与过程设备”是过程装备与控制工程专业的特色主干课程。随着科学技术的发展,压力容器与过程设备的设计、制造以及相关的标准规范在不断更新改进。同时,过程装备与控制工程专业本科学生培养的教学改革也在不断深入。本书第1版旨在编写一本既重视基础理论学习,又有利于培养学生设计能力和实践创新能力的教材。经过多轮教学使用检验和经验积累,结合武汉工程大学“过程装备与控制工程”国家一流本科建设专业和“压力容器与过程设备”湖北省精品课程、湖北省精品资源公开课、湖北省一流本科课程等成果,编著者对第1版进行了修订。
本次修订希望让学生掌握压力容器与过程设备设计和分析的基本理论以及相关基础知识,熟悉和遵守相关标准、规范和法规,理解设计标准和规范的理论背景知识,既知道要怎么做,又懂得为什么要这么做,经过学习和实践设计出满足工程实际要求的容器和设备。因此,编著者在内容的取舍和表达等方面做了一些创新性的处理。本书主要有以下特点。
1.基本理论阐述简明,重视基本概念及相关参数与工程实际的结合,便于学生理解和提高学习兴趣。如在讲述无力矩理论的应用时,因为圆柱形容器的周向应力是经向应力的2倍,其筒体上纵焊缝要比环焊缝危险;如果在筒体上开设椭圆孔,应使椭圆孔的长轴垂直于筒体的轴线,这样做有利于设备的安全。
2.引入和遵照最新的设计标准、规范,更新和充实了承压设备设计中的关键技术问题,着眼设计技能的培养提高。如在讲述焊接接头系数时,对圆筒容器来说,主要存在纵向和环向两种焊接接头。圆筒计算厚度是依据周向应力公式并采用纵向焊接接头系数计算的,环向焊接接头系数在厚度计算中不起控制作用,但对环向焊接接头质量的要求不能降低,仍取相同的焊接接头系数。对于无纵向焊接接头的圆筒(无缝钢管制)焊接接头系数取1.0;对封头拼接接头的焊接接头系数一般按壳体的纵向焊接接头系数确定。
3.本书收录承压设备重要及常用的法规和标准名录、承压设备用钢板国内外牌号对照表和许用应力数据表,可为课程设计、毕业设计等实践环节的训练提供方便。
4.本次修订增加了能力训练和课程思政的内容,培养学生解决压力容器及过程设备相关复杂工程问题的能力,促进学生理解本专业大学生的历史使命并在今后工作中积极践行社会主义核心价值观。
本书共分9章。第1章为绪论,主要介绍了压力容器的分类方法和世界上主要的压力容器设计标准。第2章介绍压力容器常用钢材的性能要求与分类。第3章介绍回转壳体与平板的应力分析。第4~6章分别介绍了内外压容器及其零部件的设计方法。第7章介绍换热设备的机械设计。第8章介绍塔设备的机械设计。第9章介绍反应设备的结构设计和工艺计算。本书由武汉工程大学喻九阳教授、徐建民教授和郑小涛教授编著,冯兴奎教授审阅。喻九阳教授编写了本书的第1章和第8章,徐建民教授编写了第3~6章和附录,郑小涛教授编写了第2章、第7章和第9章。冯兴奎教授审阅了全书,提出了很多宝贵的建议和意见,对书稿质量的提高起到了很大的作用,在此表示衷心的感谢。
由于编著者水平有限,本书不足之处在所难免,恳请读者批评指正。
编著者
2021年10月于武汉