制藥設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

第1篇力學(xué)基礎(chǔ)

第1章剛體受力分析及平衡規(guī)律 002

1.1力的概念及其性質(zhì) 002

1.1.1力的概念 002

1.1.2力的基本性質(zhì) 002

1.2剛體的受力分析 003

1.2.1約束與約束反力 003

1.2.2常見的約束類型 004

1.2.3物體的受力分析和受力圖 005

1.3平面匯交力系的簡化與平衡 006

1.3.1平面匯交力系的簡化（解析法） 006

1.3.2平面匯交力系的平衡條件 007

1.4力矩、力偶、力的平移定理 007

1.4.1力矩 008

1.4.2力偶與力偶矩 008

1.4.3力的平移定理 009

1.5平面一般力系的簡化與平衡 009

1.5.1平面一般力系的簡化 009

1.5.2平面一般力系的平衡條件 009

1.5.3固定端約束的受力分析 010

習(xí)題 011

第2章制藥設(shè)備常用金屬的力學(xué)性能 013

2.1彈性變形與內(nèi)力 013

2.1.1變形與內(nèi)力的概念 013

2.1.2直桿受拉（壓）時(shí)的內(nèi)力 013

2.1.3受拉（壓）直桿內(nèi)的應(yīng)力 015

2.1.4直桿受拉（壓）時(shí)的變形 017

2.2材料的力學(xué)性能 018

2.2.1拉伸試驗(yàn) 018

2.2.2壓縮試驗(yàn) 021

2.2.3沖擊試驗(yàn) 022

2.2.4硬度試驗(yàn) 023

2.2.5彎曲試驗(yàn) 024

習(xí)題 024

第3章拉壓、彎曲、扭轉(zhuǎn) 026

3.1受拉（壓）直桿的強(qiáng)度計(jì)算 026

3.1.1受拉（壓）直桿的材料力學(xué)原理 026

3.1.2強(qiáng)度條件的建立與許用應(yīng)力的確定 027

3.1.3剪切變形與剪力 030

3.2彎曲變形 034

3.2.1彎曲概念與梁的分類 034

3.2.2梁的內(nèi)力分析 036

3.2.3純彎曲時(shí)梁的正應(yīng)力及正應(yīng)力強(qiáng)度條件 038

3.2.4直梁彎曲時(shí)的切應(yīng)力 043

3.2.5梁的剛度校核 044

3.3扭轉(zhuǎn) 045

3.3.1扭轉(zhuǎn)變形的概念 045

3.3.2扭轉(zhuǎn)時(shí)所受外力分析與計(jì)算 045

3.3.3純剪切、角應(yīng)變、剪切胡克定律 046

3.3.4圓軸在外力偶作用下的變形與內(nèi)力 047

3.3.5圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件與剛度條件 050

習(xí)題 051

第2篇材料基礎(chǔ)

第4章制藥設(shè)備材料及選擇 056

4.1概述 056

4.2材料的性能 056

4.2.1力學(xué)性能 056

4.2.2物理性能 057

4.2.3化學(xué)性能 057

4.2.4加工工藝性能 058

4.3金屬材料 058

4.3.1金屬材料的分類及牌號 059

4.3.2碳鋼與鑄鐵 059

4.3.3低合金鋼及化工設(shè)備用特種鋼 061

4.3.4有色金屬材料 067

4.3.5非金屬材料 069

4.3.6制藥設(shè)備的腐蝕及防腐措施 071

4.3.7制藥設(shè)備材料的選擇 074

習(xí)題 074

第3篇容器基礎(chǔ)

第5章容器設(shè)計(jì)基本知識 076

5.1容器的分類與結(jié)構(gòu) 076

5.1.1容器的分類 076

5.1.2容器的結(jié)構(gòu) 077

5.1.3壓力容器類別 077

5.2容器零部件的標(biāo)準(zhǔn)化 079

5.2.1標(biāo)準(zhǔn)化的意義 079

5.2.2標(biāo)準(zhǔn)化的基本參數(shù) 080

5.3壓力容器規(guī)范 081

5.3.1壓力容器相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn) 081

5.3.2我國壓力容器常用法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn) 082

5.3.3容器設(shè)計(jì)基本要求 084

習(xí)題 085

第6章內(nèi)壓薄壁容器 086

6.1薄膜理論 086

6.1.1薄壁容器及其應(yīng)力特點(diǎn) 086

6.1.2基本概念與基本假設(shè) 087

6.1.3平衡方程式 089

6.2薄膜理論的應(yīng)用 091

6.2.1應(yīng)用范圍 091

6.2.2受氣體內(nèi)壓的圓筒形殼體 091

6.2.3受氣體內(nèi)壓的球形殼體 092

6.2.4受氣體內(nèi)壓的橢圓形封頭 092

6.2.5受氣體內(nèi)壓的錐形殼體 094

6.3內(nèi)壓圓筒邊緣應(yīng)力 094

6.3.1邊緣應(yīng)力的概念 094

6.3.2邊緣應(yīng)力的特點(diǎn) 094

6.3.3對邊緣應(yīng)力的處理 095

6.4內(nèi)壓薄壁圓筒與封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì) 095

6.4.1強(qiáng)度設(shè)計(jì)的基本知識 095

6.4.2內(nèi)壓薄壁圓筒殼與球殼的強(qiáng)度設(shè)計(jì) 095

6.4.3內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì) 099

6.5內(nèi)壓容器的強(qiáng)度校核 103

6.5.1壓力試驗(yàn) 103

6.5.2強(qiáng)度校核 104

習(xí)題 105

第7章外壓容器 106

7.1概述 106

7.1.1外壓容器的失穩(wěn) 106

7.1.2失穩(wěn)形式的分類 106

7.2臨界壓力 107

7.2.1概念及影響因素 107

7.2.2外壓圓筒分類 107

7.2.3臨界壓力的理論計(jì)算公式 108

7.2.4臨界長度和計(jì)算長度 108

7.3外壓圓筒設(shè)計(jì) 109

7.3.1設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 109

7.3.2外壓圓筒壁厚設(shè)計(jì) 110

7.3.3外壓容器的試壓 113

7.4外壓凸形封頭設(shè)計(jì) 114

7.4.1半球形封頭 114

7.4.2碟形和橢圓形封頭 114

7.5外壓圓筒加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì) 114

7.5.1加強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)與作用 114

7.5.2加強(qiáng)圈的間距 115

7.5.3加強(qiáng)圈的尺寸設(shè)計(jì) 115

7.5.4加強(qiáng)圈的設(shè)置 115

習(xí)題 117

第8章容器零部件 118

8.1法蘭連接 118

8.1.1法蘭連接結(jié)構(gòu)與密封 118

8.1.2法蘭結(jié)構(gòu)與分類 119

8.1.3影響法蘭密封的因素 120

8.1.4法蘭標(biāo)準(zhǔn)及選用 122

8.2容器支座 126

8.2.1臥式容器支座 126

8.2.2立式容器支座 128

8.3容器的開孔補(bǔ)強(qiáng) 132

8.3.1應(yīng)力集中 132

8.3.2開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的原則、形式與結(jié)構(gòu) 132

8.4容器附件 135

8.4.1接管 135

8.4.2凸緣 135

8.4.3手孔與人孔 135

8.4.4視鏡 136

習(xí)題 137

第4篇設(shè)備基礎(chǔ)

第9章管殼式換熱器 139

9.1概述 139

9.1.1管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)與分類 139

9.1.2管殼式換熱器的型號 142

9.1.3管殼式換熱器的設(shè)計(jì) 143

9.2管殼式換熱器結(jié)構(gòu) 148

9.2.1管子 148

9.2.2管板 150

9.2.3附屬板件 152

9.2.4溫差應(yīng)力 153

9.2.5管箱與殼程接管 157

9.3管殼式換熱器強(qiáng)度計(jì)算 157

習(xí)題 160

第10章塔類制藥設(shè)備設(shè)計(jì) 161

10.1塔設(shè)備概述 161

10.2塔設(shè)備結(jié)構(gòu) 161

10.2.1塔體與裙座 162

10.2.2板式塔結(jié)構(gòu) 166

10.2.3填料塔結(jié)構(gòu) 168

10.3塔類制藥設(shè)備設(shè)計(jì)舉例 173

10.3.1設(shè)計(jì)條件 174

10.3.2塔體強(qiáng)度計(jì)算 175

10.3.3各種載荷引起的應(yīng)力 178

10.3.4筒體壁厚校核 179

10.3.5附件 180

習(xí)題 183

第11章帶攪拌器的制藥設(shè)備設(shè)計(jì) 184

11.1概述 184

11.1.1攪拌操作的目的 184

11.1.2攪拌操作分類 184

11.1.3機(jī)械攪拌設(shè)備工作原理 184

11.1.4攪拌設(shè)備的基本結(jié)構(gòu) 185

11.2攪拌釜 186

11.2.1結(jié)構(gòu) 186

11.2.2幾何尺寸的確定 186

11.2.3換熱元件 187

11.3攪拌器的形式與選型 188

11.3.1流型 189

11.3.2攪拌器的分類 189

11.3.3典型攪拌器的特征及應(yīng)用 190

11.3.4攪拌器的選用 192

11.4攪拌器的功率 194

11.4.1攪拌器功率和攪拌作業(yè)功率 194

11.4.2攪拌器功率的影響因素及計(jì)算 194

11.4.3攪拌作業(yè)功率 196

11.5傳動裝置及攪拌軸 197

11.5.1傳動裝置 197

11.5.2攪拌軸設(shè)計(jì) 199

11.6軸封 201

11.6.1填料密封 201

11.6.2機(jī)械密封 202

11.6.3全封閉密封——磁力攪拌裝置 203

習(xí)題 203

參考文獻(xiàn) 204