1、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程介紹化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)是為青島科技大學(xué)化工學(xué)院、環(huán)境與安全工程學(xué)院相關(guān)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課，是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的機(jī)械類(lèi)課程。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)以力學(xué)基礎(chǔ)、化工設(shè)備常用材料、化工容器設(shè)計(jì)、典型化工設(shè)備、壓力容器的使用與管理等為主要教學(xué)內(nèi)容，以使學(xué)生掌握化工設(shè)備的設(shè)計(jì)、使用、管理和維護(hù)的基本知識(shí)和基本技能為教學(xué)目的，逐步培養(yǎng)和深化學(xué)生的工程意識(shí)，提高其分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。對(duì)全面提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力具有非常重要的作用。     一、課程教學(xué)目的 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程的教學(xué)目的是：通過(guò)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握化工設(shè)備

2、及其構(gòu)件的受力和分析方法、化工設(shè)備常用材料及其選擇、化工容器規(guī)范設(shè)計(jì)、壓力容器使用和管理等方面的基本知識(shí)和基本技能，逐步培養(yǎng)和深化學(xué)生的工程意識(shí)，提高其分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為學(xué)生將來(lái)從事化工設(shè)備機(jī)械的設(shè)計(jì)、使用、管理和維護(hù)打下基礎(chǔ)。    二、課程研究的主要內(nèi)容：    （1）力學(xué)基礎(chǔ)（包括靜力學(xué)和材料力學(xué)）   能夠熟練地對(duì)平面一般力系（包括匯交力系、平行力系、和力偶系）進(jìn)行分析，正確地運(yùn)用平衡方程求解約束反力。熟練掌握力學(xué)性能的有關(guān)概念，能夠?qū)旌蛪嚎s、剪切和擠壓壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲等基本變形進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度分析和變形

3、分析，熟悉常用的幾個(gè)強(qiáng)度理論及其適用范圍。    （2）化工設(shè)備常用材料  掌握常用設(shè)備常用材料的分類(lèi)、牌號(hào)和性能，能夠?yàn)榛ぴO(shè)備正確的選擇材料。    （3）化工容器部分 掌握薄膜應(yīng)力理論及其適用范圍，能夠?qū)Τ５蛪夯ぴO(shè)備的筒體和封頭進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，掌握化工設(shè)備通用零部件的選用方法。    （4）典型化工設(shè)備  介紹塔設(shè)備、換熱設(shè)備、攪拌反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)及基本計(jì)算，介紹有關(guān)化工設(shè)備圖閱讀及繪制的內(nèi)容。使學(xué)生掌握典型化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)與基本原理，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力。 

4、  （5）容器的使用與管理  介紹壓力容器安全使用、維護(hù)與管理的相關(guān)知識(shí)和國(guó)家對(duì)壓力容器監(jiān)察管理的有關(guān)法律法規(guī)，培養(yǎng)和深化學(xué)生的安全操作和規(guī)范使用壓力容器的意識(shí)。三、教學(xué)內(nèi)容一覽表 教學(xué)內(nèi)容一覽表 序號(hào) 職業(yè)能力要求知識(shí)要求 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué) 模塊 1化工設(shè)備和構(gòu)件的受力和分析 具有一定的工程力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，能夠進(jìn)行化工設(shè)備和容器的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算。 平面一般力系（包括匯交力系、平行力系、和力偶系）進(jìn)行分析，正確地運(yùn)用平衡方程求解約束反力； 力學(xué)性能的有關(guān)概念； 拉伸和壓縮、剪切和擠壓壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲等基本變形的應(yīng)力強(qiáng)度分析和變形分析； 常用的強(qiáng)度理論及其適用范圍。 力學(xué)基

5、礎(chǔ) 2化工設(shè)備常用材料的選擇 熟悉化工設(shè)備常用材料的種類(lèi)、性能和牌號(hào)； 掌握化工設(shè)備用材選取原則 常用金屬材料的種類(lèi)、性能和牌號(hào)；常用高分子材料的種類(lèi)、性能和牌號(hào)；常用無(wú)機(jī)非金屬材料的種類(lèi)、性能和牌號(hào)； 化工設(shè)備用材選取原則； 材料的腐蝕與防護(hù) 化工材料 3化工容器設(shè)計(jì)能力 掌握薄膜應(yīng)力理論及其適用范圍； 掌握常低壓化工設(shè)備的筒體和封頭進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的方法和步驟； 掌握化工設(shè)備通用零部件的選用方法。 薄膜應(yīng)力理論； 受壓（內(nèi)、外）容器的強(qiáng)度理論；化工容器剛度、穩(wěn)定性計(jì)算； 化工容器及零部件設(shè)計(jì)、制造等方面的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。 化工容器的設(shè)計(jì) 4典型化工設(shè)備的使用與操作 掌握典型化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)與

6、工作原理 塔設(shè)備、換熱設(shè)備、攪拌反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)及基本計(jì)算； 化工設(shè)備圖閱讀及繪制。 典型化工設(shè)備 5容器的使用與管理 掌握壓力容器安全使用、維護(hù)與管理的相關(guān)知識(shí)； 熟悉壓力容器監(jiān)察管理的法律法規(guī)。 壓力容器安全使用、維護(hù)與管理的相關(guān)知識(shí)； 壓力容器安全使用監(jiān)察規(guī)程等法律法規(guī)。 容器管理 四、課程重點(diǎn)：   （1）力學(xué)基礎(chǔ)，主要介紹理論力學(xué)和材料力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)（受力分析、材料受不同外力作用下的應(yīng)力分析、強(qiáng)度條件）。使學(xué)生具有一定的工程力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，為化工設(shè)備和容器進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定計(jì)算打下基礎(chǔ)。    （2）化工容器，介紹化工容器用材料的特點(diǎn)及選用原則，受

7、壓（內(nèi)、外）容器的強(qiáng)度理論，化工容器剛度、穩(wěn)定性計(jì)算，化工容器及零部件設(shè)計(jì)、制造等方面的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行化工容器的初步設(shè)計(jì)能力。了解一般壓力容器的機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程和內(nèi)容，學(xué)會(huì)通過(guò)查閱資料手冊(cè)等獲取有關(guān)數(shù)據(jù)的方法，基本掌握化工生產(chǎn)中壓力容器的設(shè)計(jì)方法并能動(dòng)手實(shí)施之。    （3）典型化工設(shè)備，介紹塔設(shè)備、換熱設(shè)備、攪拌反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)及基本計(jì)算，和有關(guān)化工設(shè)備圖閱讀及繪制的內(nèi)容。與認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)等實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，使學(xué)生掌握典型化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)與基本原理，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力。    （4）容器的使

8、用與管理，介紹壓力容器安全使用、維護(hù)與管理的相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)。五、課程難點(diǎn)：   （1）受力分析、材料受不同外力作用下的應(yīng)力分析、強(qiáng)度條件；    （2）內(nèi)、外壓容器的強(qiáng)度計(jì)算及設(shè)計(jì)。六、教學(xué)內(nèi)容及其安排 教 學(xué) 內(nèi) 容（知識(shí)點(diǎn)） 課堂教學(xué) 緒論、學(xué)習(xí)方法介紹 2剛體的受力分析及其平衡規(guī)律 4金屬的力學(xué)性質(zhì)（力學(xué)性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)） 4受拉壓構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算與受剪切構(gòu)件的實(shí)用計(jì)算 4直梁的彎曲 5圓軸的扭轉(zhuǎn) 4壓力容器與化工設(shè)備常用材料 4壓力容器中的薄膜應(yīng)力與彎曲應(yīng)力 2壓力容器的強(qiáng)度計(jì)算 4外壓容器與壓桿的穩(wěn)定計(jì)算 4容器的結(jié)構(gòu)（含容器零部件）

9、 5典型化工設(shè)備結(jié)構(gòu) 4壓力容器的安全使用與監(jiān)察管理 2課時(shí)數(shù)合計(jì) 48七、教材及參考書(shū)   教材：化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)董大勤主編，化學(xué)工業(yè)出版社。   主要參考書(shū)：    1 趙軍等主編.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)， 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.5    2 天津大學(xué)等院校合編，余國(guó)琮主編. 化工容器及設(shè)備. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1980   3 全國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB15098鋼制壓力容器及其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn). 北京：學(xué)苑出版社，1998   4 蔡紀(jì)寧，張秋翔.化工設(shè)備機(jī)械

10、基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005年1月    5董大勤.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱一、本課程在專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的地位   化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)是為化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課，是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的機(jī)械類(lèi)課程。學(xué)習(xí)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程之前一般應(yīng)以學(xué)過(guò)高等數(shù)學(xué)物理工程制圖等課程。該課程學(xué)習(xí)是應(yīng)用化工技術(shù)專(zhuān)業(yè)的其他專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)必備條件。二、課程目標(biāo)和基本要求(一)課程教學(xué)目標(biāo)    本課程目標(biāo)是培養(yǎng)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)人員在完成工藝設(shè)計(jì)后，能夠進(jìn)行化工設(shè)備及零部件的

11、選材和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選用，強(qiáng)化化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)化工設(shè)備的機(jī)械知識(shí)和設(shè)計(jì)能力。(二)課程教學(xué)的基本要求    通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生具有一定的工程力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，能夠?qū)ぴO(shè)備和容器進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算；應(yīng)掌握適量的材料知識(shí)，能夠合理選擇和使用化工設(shè)備常用材料；應(yīng)具備必要的結(jié)構(gòu)知識(shí)，能夠正確的判斷化工設(shè)備結(jié)構(gòu)的合理性；應(yīng)熟悉化工設(shè)備的零部件標(biāo)準(zhǔn)，能夠選出合適的零部件；應(yīng)了解壓力容器的安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)定，能夠?qū)毫θ萜鲗?shí)施正確的管理。最終，使學(xué)生能夠較好地掌握化工設(shè)備的選材和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則和方法，增強(qiáng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。三、本課程教學(xué)的基本內(nèi)容和教學(xué)

12、要求(一)工程力學(xué)    目的要求：學(xué)生開(kāi)始以一種新的方法學(xué)習(xí)掌握知識(shí)，領(lǐng)會(huì)材料構(gòu)件的幾種基本受力和變形的條件和計(jì)算方法，學(xué)會(huì)使用截面法求內(nèi)力和強(qiáng)度條件的應(yīng)用，對(duì)滿(mǎn)足一般工程構(gòu)件(設(shè)備)的適用、安全和經(jīng)濟(jì)性，有一定的基礎(chǔ)理論知識(shí)和應(yīng)用技能。    主要內(nèi)容：    1.剛體的受力分析及其平衡規(guī)律；    力、力矩和力偶的概念及其性質(zhì)；    剛體的受力分析（重點(diǎn)）；  

13、0; 力的平移定理（重點(diǎn)）；    平面一般力系的簡(jiǎn)化與平衡（重點(diǎn)）    2.金屬的力學(xué)性質(zhì)    變形與內(nèi)力的概念；    拉壓直桿的內(nèi)力和應(yīng)力（重點(diǎn)）；    材料的力學(xué)（機(jī)械）性能（此重點(diǎn)）。    3.受拉（壓）構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算與受剪切構(gòu)件的實(shí)用計(jì)算    受拉直桿的強(qiáng)度計(jì)算（重點(diǎn)）； &#

14、160;  拉壓中的靜不定問(wèn)題；    拉（壓）桿連接部分的剪切和擠壓強(qiáng)度計(jì)算（重點(diǎn)）。    4.直梁的彎曲    彎曲概念與梁的分類(lèi)；    梁的內(nèi)力分析；    純彎曲時(shí)梁的正應(yīng)力及正應(yīng)力強(qiáng)度條件（重點(diǎn)）；    直梁彎曲時(shí)的剪應(yīng)力計(jì)算（重點(diǎn)）；    梁的變形梁彎曲時(shí)的位移。 &#

15、160;  5.圓軸的扭轉(zhuǎn)    圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)所受外力的分析與計(jì)算；    純剪切、角應(yīng)變、剪切虎克定律（重點(diǎn)）；    圓軸在外力偶作用下的變形與內(nèi)力；    圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件與剛度條件（重點(diǎn)）。    (二)化工設(shè)備材料    目的要求：通過(guò)本篇的學(xué)習(xí)，掌握設(shè)備材料的特性，學(xué)會(huì)選擇合適的設(shè)備材料的方法，學(xué)到一些典型材料的有關(guān)知識(shí)，在工作中在化工設(shè)計(jì)中能得到應(yīng)用。 

16、0;  主要內(nèi)容：    1.介紹化工設(shè)備材料的力學(xué)性能、理化性能和工藝性能等以及它們?cè)谠O(shè)備中的作用和意義。    2.材料的分類(lèi)及在化工設(shè)備中的應(yīng)用。    3.介紹黑色金屬(尤其是各種化工用鋼材)的性能特點(diǎn)和用途（重點(diǎn)）。    4.簡(jiǎn)介有色金屬和非金屬材料的性能特點(diǎn)和用途。    5.化工設(shè)備和材料的腐蝕情況和防腐蝕措施（重點(diǎn)）。    6.化工設(shè)備材料選擇的原則和一般規(guī)律（重點(diǎn)）。 

17、60;  (三)化工容器設(shè)計(jì)    目的要求：學(xué)生應(yīng)掌握“薄膜應(yīng)力”的分析和化工容器零部件知識(shí)，能對(duì)一般壓力容器的機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程和內(nèi)容比較了解，學(xué)會(huì)通過(guò)查閱資料手冊(cè)等獲取有關(guān)數(shù)據(jù)的方法，基本掌握化工生產(chǎn)中壓力容器的設(shè)計(jì)方法并動(dòng)手實(shí)施之。    主要內(nèi)容：    1.化工容器的各種分類(lèi)按生產(chǎn)過(guò)程原理、按形狀、按承受壓力、溫度和結(jié)構(gòu)材料及按管理的內(nèi)容分類(lèi)。    2.化工容器設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求，及標(biāo)準(zhǔn)化的意義（重點(diǎn)）。    3.運(yùn)用“薄膜應(yīng)力

18、理論”進(jìn)行應(yīng)力分析和應(yīng)用，及“邊緣應(yīng)力”的簡(jiǎn)介（重點(diǎn)）。    4.內(nèi)壓容器的強(qiáng)度設(shè)計(jì)和外壓容器的簡(jiǎn)介（重點(diǎn)）。    5.容器設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)和化工容器的“試壓”（重點(diǎn)）。    6.容器壁厚的計(jì)算公式和應(yīng)用實(shí)例（次重點(diǎn)）。    7.容器的零部件及查閱和設(shè)計(jì)計(jì)算（次重點(diǎn)）。    8.壓力容器的設(shè)計(jì)實(shí)例（重點(diǎn)）。    9.化工設(shè)備圖的繪制要點(diǎn)（次重點(diǎn)）。    (四)化工設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)    目的要求：學(xué)生掌握化工單元操作中幾類(lèi)主要化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和機(jī)械設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，初步掌握這幾種化工設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)，在今后工作中能進(jìn)行一般設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用。    主要內(nèi)容：    1.列管式換熱器的設(shè)計(jì)    介紹了列管式換熱器分類(lèi)和結(jié)構(gòu)及零部件、物件，列管及管板的設(shè)計(jì)，溫差應(yīng)力引起的管子拉脫力計(jì)算及膨脹節(jié)的設(shè)計(jì)，其它結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)并以設(shè)計(jì)實(shí)例具體介紹設(shè)計(jì)內(nèi)容。