《化工設(shè)備基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱（本科）

1、化工設(shè)備基礎(chǔ)(Base of Chemical Equipment and Machine)課程代碼：13410042學(xué) 分：3.5學(xué) 時：56 （其中：課堂教學(xué)學(xué)時：56實驗學(xué)時：0上機(jī)學(xué)時：0課程實踐學(xué) 時：0 ）先修課程：高等數(shù)學(xué)、機(jī)械制圖、普通物理學(xué)適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝教 材：化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)趙軍編，化學(xué)工業(yè)出版社，2016年2月第三版一 .課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（-）課程性質(zhì)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)是化工工藝類專業(yè)一門綜合性的機(jī)械類技術(shù)基礎(chǔ)課，包括工程力學(xué)基礎(chǔ) （靜力學(xué)、材料力學(xué)）、化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)和機(jī)械傳動三大局部。其任務(wù)是使學(xué)生掌握相關(guān)的基本理 論、基本知識以及設(shè)計的基本方法，為從事化工

2、設(shè)備機(jī)械的設(shè)計、使用、管理和維護(hù)打下基礎(chǔ)。具 體為：.掌握對化工設(shè)備中的受力構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計算的基本理論和方法。.能為常用化工設(shè)備合理地選擇材料。.掌握化工設(shè)備通用零部件的選用方法。. 了解壓力容器監(jiān)察管理法規(guī)。（二）課程目標(biāo)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的主干課程之一，通過本課程的理論教學(xué)和作業(yè) 訓(xùn)練，使學(xué)生具備以下能力：課程目標(biāo)1:能運用基本原理證實、解決復(fù)雜工程問題方案的合理性，能正確表達(dá)一個工程問 題的解決方案。掌握中低壓容器設(shè)計的基本理論和基本方法。熟悉材料力學(xué)基本知識、薄膜理論、 常用的金屬材料、內(nèi)壓容器設(shè)計、外壓容器設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)件選擇方法。課程目標(biāo)2：能夠運用化工

3、常用的制圖、模擬設(shè)計軟件等工具解決復(fù)雜化學(xué)工程問題。具備化 工生產(chǎn)中常見的桿件、內(nèi)壓容器和外壓容器的設(shè)計、校核能力。課程目標(biāo)3：能夠?qū)⒔?jīng)濟(jì)決策、管理原理應(yīng)用于化學(xué)工程問題的表述中，將化工工程問題上升 到理論階段。工程力學(xué)是課程教學(xué)的核心內(nèi)容，是學(xué)好其他局部內(nèi)容的基礎(chǔ)。通過學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握 相關(guān)的基本理論、基本知識以及設(shè)計的基本方法，為從事化工設(shè)備機(jī)械的設(shè)計、使用、管理和維護(hù)打下基礎(chǔ)。（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點的對應(yīng)關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求指標(biāo)點2-2、3-2：.畢業(yè)要求2-2：能基于化學(xué)工程原理和數(shù)學(xué)模型，正確表達(dá)一個工程問題的解決方案。2.畢業(yè)要求3-2：能針對特定需求，對

4、設(shè)備、單元（部件）進(jìn)行設(shè)計并優(yōu)化。程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3畢業(yè)要求2.2畢業(yè)要求3-2/課程內(nèi)容與教學(xué)要求第一篇工程力學(xué)基礎(chǔ)第0章概述第一章物體的受力分析和靜力平衡方程（一）教學(xué)內(nèi)容.靜力學(xué)基本概念.約束和約束反力.別離體和受力圖.力的投影、合力投影定理.力矩、力偶.力的平移.平面力系的簡化、合力矩定理.平面力系的平衡方程.空間力系（二）教學(xué)要求.掌握力、剛體、平衡等靜力學(xué)基本概念。.掌握約束和約束反力概念。.學(xué)會畫受力圖。.掌握合力投影定理。.掌握力矩、力偶和力的平移。.掌握力的平移、平面力系的簡化和合力矩定理。.掌握并熟練應(yīng)用平面力系的平衡方程。. 了解空間力系。

5、第二章拉伸、壓縮與剪切（一）教學(xué)內(nèi)容.軸向拉伸與壓縮的概念和實例.軸向拉伸或壓縮時橫截面上的內(nèi)力.軸向拉伸或壓縮時橫截面上的應(yīng)力.軸向拉伸與壓縮時的變形.材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能.拉伸和壓縮的強(qiáng)度計算基本要求.應(yīng)力集中的概念.剪切與擠壓的實用計算（二）教學(xué)要求.掌握直桿軸向拉伸及壓縮的內(nèi)力和應(yīng)力的求解。.掌握直桿軸向拉伸和壓縮時的變形的求解。.熟悉材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能.了解應(yīng)力集中的概念。.熟悉剪切與擠壓的實用計算。第三章扭轉(zhuǎn)（一）教學(xué)內(nèi)容.扭轉(zhuǎn)的概念和實例.扭轉(zhuǎn)時外力和內(nèi)力的計算.純剪切.圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力.圓軸扭轉(zhuǎn)時的強(qiáng)度條件.圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形和剛度條件（二）教學(xué)要求.掌握扭轉(zhuǎn)時

6、外力和內(nèi)力的計算。.掌握扭轉(zhuǎn)時的強(qiáng)度條件及其應(yīng)用，了解圓軸的變形、剛度條件。第四章彎曲（一）教學(xué)內(nèi)容.彎曲的概念和實例.剪力和彎矩.剪力圖和彎矩圖.純彎曲時梁橫截面上的正應(yīng)力.慣性矩的計算.彎曲正應(yīng)力的強(qiáng)度條件.梁彎曲時切應(yīng)力.彎曲變形.提高粱彎曲強(qiáng)度和剛度措施（二）教學(xué)要求. 了解彎曲的概念和實例。.掌握剪力和彎矩方程的求解。.熟悉掌握作剪力圖和彎矩圖的方法。.掌握純彎曲時梁橫截面上的正應(yīng)力概念及慣性矩的計算。.熟悉掌握彎曲變形及強(qiáng)度校核。. 了解純彎曲時梁橫截面上的切應(yīng)力概念。. 了解掌握梁的彎曲變形及提高粱彎曲強(qiáng)度和剛度措施。第五章應(yīng)力狀態(tài)分析 強(qiáng)度理論組合變形（-）教學(xué)內(nèi)容.應(yīng)力狀態(tài)的

7、概念.平面應(yīng)力狀態(tài)分析.三向應(yīng)力狀態(tài)簡介、廣義虎克定律.度理論。.組合變形的強(qiáng)度計算。（二）教學(xué)要求. 了解三向應(yīng)力狀態(tài)。.熟悉掌握廣義虎可定律，四個強(qiáng)度理論。.掌握組合變形的強(qiáng)度計算。第六章疲勞（一）教學(xué)內(nèi)容.交變應(yīng)力的概念.疲勞的概念.持久極限.提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施（二）教學(xué)要求.掌握交變應(yīng)力和疲勞概念及工程現(xiàn)象。. 了解持久極限和提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施。第二篇化工設(shè)備設(shè)計第七章概述（-）教學(xué)內(nèi)容.容器的結(jié)構(gòu)與分類.容器機(jī)械設(shè)計的基本要求.容器的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,化工容器常用金屬材料的基本性能（二）教學(xué)要求. 了解設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)化的基本要求。.掌握容器的結(jié)構(gòu)與分類及過程設(shè)備常用金屬材料的基本性能。

8、第八章內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計基礎(chǔ)（一）教學(xué)內(nèi)容.回轉(zhuǎn)殼體的幾何特征。.回轉(zhuǎn)殼體的薄膜應(yīng)力分析。.典型回轉(zhuǎn)殼體的應(yīng)力分析.內(nèi)壓圓筒邊緣應(yīng)力的概念（二）教學(xué)要求.掌握內(nèi)壓薄壁容器的設(shè)計及薄壁容器的幾何特征。.掌握回轉(zhuǎn)殼體薄膜應(yīng)力分析飛. 了解邊緣應(yīng)力概念。第九章內(nèi)壓薄壁圓筒和球殼設(shè)計（-）教學(xué)內(nèi)容.概述。.內(nèi)壓薄壁圓筒和球殼強(qiáng)度計算。.容器的壓力試驗。（二）教學(xué)要求. 了解內(nèi)壓薄壁圓筒的設(shè)計。.熟悉薄壁圓筒和球殼的幾何特征和壓力試驗。第十章內(nèi)壓容器封頭的設(shè)計（一）教學(xué)內(nèi)容.凸形封頭。.錐形封頭。.平板封頭.封頭的結(jié)構(gòu)特性及選擇（二）教學(xué)要求掌握凸形封頭、錐形封頭、平板封頭的特征、設(shè)計及選擇第十一章外壓容

9、器設(shè)計基礎(chǔ)（一）教學(xué)內(nèi)容.概述.臨界壓力.外壓容器設(shè)計方法及要求.外壓球殼與凸形封頭的設(shè)計.加強(qiáng)圈的作用與結(jié)構(gòu)（二）教學(xué)要求掌握外壓容器設(shè)計圖算法及要求。第十二章容器零部件（一）教學(xué)內(nèi)容.法蘭連接.容器支座.容器的開孔補強(qiáng).容器附件（二）教學(xué)要求了解法蘭連接的特點、要求、標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用。.掌握容器零部件的選用原那么。. 了解不同類型容器支座的選用及開孔補強(qiáng)原那么。四.學(xué)時分配及教學(xué)方法章（按序填寫）教學(xué)形式及學(xué)時分配主要教學(xué)方法支撐的課程 目標(biāo)課堂教學(xué)實驗上機(jī)課程 實踐小 計第。章緒論1講授法1、2第一章物體的受力分析和靜力 平衡方程4講授法1第二章拉伸、壓縮與剪切8講授法1、2第三章扭轉(zhuǎn)8講授法

10、1、2第四章彎曲6講授法1、2第五章應(yīng)力狀態(tài)分析強(qiáng)度理8講授法1、2論組合變形第六章疲勞5講授法1、2、3第七章概述3講授法1、2、3第八章內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計基礎(chǔ)3講授法1、2、3第九章內(nèi)壓薄壁圓筒和球殼設(shè) 計4講授法1、2、3第十章內(nèi)壓容器封頭的設(shè)計4講授法1、2、3第十一章外壓容器設(shè)計基礎(chǔ)3講授法1、2、3第十二章容器零部件3講授法1、2、3合計56五.課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重備注平時 成績平時作業(yè)5-8次留給學(xué)生適當(dāng)?shù)牧?xí)題，主要考核學(xué)生對每節(jié) 課知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，計算全 部作業(yè)的平均成績再按10%計入課程總成 績。0.1考勤及課堂 表現(xiàn)出勤率高，不無故曠課；無遲到早退現(xiàn)象； 課堂上積極與教師互動；課堂上活躍積極主 動回答教師提出的問題。以隨機(jī)的形式，在 每章內(nèi)容進(jìn)行中或結(jié)束后，隨堂測試，或課 堂隨機(jī)提問的方式，主要考核學(xué)生課堂的聽 課效果和課后及時復(fù)習(xí)消化本章知識的能 力。0.1期末 考試期末考試卷面成績（閉卷）試卷題型包括選擇題、填空題、簡答題和計 算題等類型題目，以卷面成績的80%計入課 程總成績。0.8六.參考書目及學(xué)習(xí)資料（書名，主編，出版社）L王志文化工容器設(shè)計化學(xué)工業(yè)出版社，1990,第一版GB150-1998鋼制壓力容器，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001七.大綱說明.本課程闡述基本原理，理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。.本課