化工设备机械基础教学大纲

PAGEPAGE2课程编号：0511940化工设备机械基础MachineryFoundationofChemicalEquipment总学时：48总学分：3课程性质：必修课开设学期：第三学年第一学期周学时分配：平均3学时适用专业及层次：化学工程与工艺专业（本科、专科）先行课程：高等数学、大学物理；后续课程：化工过程设计与开发等教材：《化工设备机械基础》，董大勤编著，北京

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化学工业出版社,

2023（第一版）；推荐参考书：［1］《化工设备机械基础》，汤善甫编著，上海：华东理工大学出版社，2023［2］《化工设备机械基础》，刁玉玮编著，大连：大连理工大学出版社,2023［3］《化工设备机械基础》，潘传九

主编，北京：化学工业出版社,2023［4］《化工设备机械基础》，赵军

主编，北京：化学工业出版社,2023一、课程目的及要求化工设备机械基础是一门综合性的机械类必修课，主要针对化工工艺类专业学生及其相近专业学生开设。本课程的目的是使学生获得必要的机械基础知识，具有设计常、低、中压化工设备的初步能力。本课程的主要任务及基本要求：熟练掌握物体的受力分析、金属在外力作用下所显示的机械性能及杆件承受拉压、剪切、扭转、弯曲等条件下的强度条件及相关计算。了解化工设备常用金属材料的基本成分、性能和用途。熟练掌握承受内压、外压的压力容器的设计计算方法和有关开孔补计算。熟悉压力容器上各种标准件于附件的选用方法。熟悉压力容器中的焊缝分类方法及正确选用焊接材料。了解典型化工设备中的塔器、换热器和搅拌反应釜的基本结构。二、课程内容及学时分配第1章刚体的受力分析及其平衡规律（6学时）1.1力的概念。刚体的概念。平衡的概念，约束及其基本类型、约束反力。分离体、受力图、二力杆、三力平衡汇交定理。1.2平面汇交力系的简化与平衡平面汇交力系合成的几何法；力的分解；力在坐标轴上的投影；合力投影定理；平面汇交力学合成的解析法；平面汇交力学的平衡条件与平衡方程。1.3力矩、力偶、力的平移定理1.4平面一般力系的简化与平衡平面一般力系的简化及简化结果分析、平衡条件及平衡方程。固定端约束的性质。1.5静力学问题求解方法小结。第2章金属的力学性能（4学时）2.1.弹性体的变形与内力变形、弹性变形、内力、杆件、杆件变形基本形式、材料力学的基本假设2.2.轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩的概念、截面法、轴力、轴力图应力、应变的概念、直杆在斜截面上的应力、正应力、剪应力2.3.金属在外力作用下所显示的机械性能低碳钢的拉伸试验、载荷—变形图、应力—应变图、虎克定律、材料的塑性指标—延伸率、断面收缩率、其他材料拉伸曲线、名义屈服极限、材料压缩时的机械性能、温度对材料机械性能的影响、蠕变和松驰现象第3章受拉压构件的强度计算与受剪切构件的使用计算条件和拉压静不定（2学时）3.1.受拉压直杆的强度计算3.2.拉压中的静不定问题3.3.剪切概念、剪力、名义剪应力、挤压和挤压应力、剪切和挤压的假定计算和强度条件第4章直梁的弯曲（5学时）4.1.梁的概念、梁的支座与反力、梁的分类4.2.梁的内力分析4.3.剪力法则及剪力方程、弯矩法则及弯矩方程、剪力图及弯矩图4.4.纯弯曲时梁的正应力及正应力强度条件梁纯弯曲时的变形分析、正应力分布规律、曲率计算、正应力公式、常用截面的轴惯性矩、拉弯截面模量，正应力强度条件、提高梁承载能力的措施。4.5.直梁弯曲时的剪应力和梁的变形简介第5章扭转（3学时）5.1.圆周扭转时所受外力的分析与计算扭转的概念、轴的概念、轴的三项功能、恒转速下轴扭矩与功率间的关系5.2.薄壁圆筒扭转时的应力和变形、纯剪切、角变形、剪切虎克定律5.3.圆轴扭转时的变形与内力、圆截面的极惯性矩和抗扭截面模量5.4.圆轴扭转时的强度条件、刚度条件补充：复杂应力状态和强度理论（1学时）一点的应力状态、二向应力状态分析、四大强度理论第6章压力容器与化工设备常用材料（4学时）6.1.金属的晶体结构6.2.铁碳合金6.3.碳素钢和铸铁碳钢和铸铁的化学成分和组织结构；钢的热处理；碳钢的分类、牌号、性能和品种；铸铁的分类及性能。6.4.合金钢合金元素对钢材性能的影响，低合金钢的种类性能、高合金钢的种类和性能6.5.压力容器常用钢板的检验6.6.锻件与紧固件6.7.有色金属及其合金：铜合金、铝合金、钛简介第7章压力容器中的薄膜应力弯曲应力与二次应力（3学时）7.1.容器的结构、容器的分类(按压力、按<<容规>>)回转薄壳的几何概念、第一、二主曲率半径、平行圆半径。7.2.回转薄壳的薄膜应力分析及薄膜应力理论在常见回转薄壳上的应用7.3.圆形平板承受均布载荷时的弯曲应力7.4.边界区的二次应力7.5.强度条件第8章内压容器（3学时）8.1.压力容器设计参数的确定8.2.内压容器筒体与封头的强度计算及容器的最小壁厚8.3.在用压力容器的强度校核第9章压杆稳定与外压容器的计算（3学时）9.1.压杆稳定的概念及外压容器的稳定性问题9.2.细长杆临界载荷的欧拉公式、临界压力、临界应力、压杆柔度、欧拉公式的适用范围9.3.外压圆筒临界压力、临界应力与临界应变、外压圆筒环向稳定性图算法9.4.外压圆筒轴向稳定性校核9.5.外压球壳与外压椭圆形封头的图算法9.6.加强圈设计第10章法兰连接（2学时）10.1.压力容器法兰连接法兰密封原理、压力容器法兰类型及密封面型式、容器法兰标准及选用；容器法兰用垫片。10.2.管法兰连接管法兰类型及密封面型式、管法兰标准及选用、管法兰用垫片。10.3.密封垫片10.4紧固件第11章人孔、手孔、视镜和液面计（1学时）11.1.人孔和手孔11.2.视镜与液面计第12章压力容器开孔补强与设备凸缘（2学时）12.1.回转壳体上开小孔造成的应力集中12.2.GB150-98对容器开孔及补强的有关规定12.3.容器开孔补强结构及等面积法补强计算12.4设备凸缘第13章压力容器支座（1学时）13.1.卧式容器支座13.2.立式容器支座第14章压力容器的焊接结构（2学时）14.1.焊接接头及其分类14.2.GB150-98对压力容器焊缝的分类14.3.焊缝缺陷及检验；14.4.焊接材料的选用。第16章塔设备（2学时）塔设备分类；板式塔、填料塔工作原理及基本结构第17章换热器（2学时） 管壳式换热器种类及型号表示方法，管壳式换热器的主体结构及设计第18章搅拌反应釜（2学时）反应釜的总体结构特点及各部分的结构设计和标准件的选取表1各章学时分配表章次学时数章次学时数第1章刚体的受力分析及其平衡规律6第10章法兰连接2第2章金属的力学性能4第11章人孔、手孔、视镜和液面计1第3章受拉压构件的强度计算及受剪切构件的实用计算2第12章开孔补强与设备凸缘2第4章直梁的弯曲5第13章容器支座1第5章缘轴的扭转4第14章容器的焊接结构2第6章压力容器与化工设备常用金属材料4第16章塔设备2第7章压力容器中的薄膜应力、弯曲应力与二次应力3第17章换热器2第8章内压容器3第18章搅拌反应釜2第9章外压容器与压杆稳定的计算3合计48学时三、教学重点与难点第1章刚体的受力分析及其平衡规律重点讲解：刚体的受力分析以及受力图的绘制，一般平面力系的简化与平衡，能够正确地建立静力平衡方程并能根据已知外力求解约束反力。第2章金属的力学性能重点讲解：杆件拉伸与压缩时的受力特点和变形特点，应力与应变的关系（虎克定律），利用截面法求解内力、绘制轴力图和低碳钢杆件的应力－应变曲线。第3章受拉压构件的强度计算及受剪切构件的实用计算重点讲解：如何正确计算构件的工作应力，安全系数的选取和许用应力的确定，杆件承受拉压时的强度条件及其应用以及杆件受剪切时的受力特点和变形特点以及剪切和挤压的假定计算和强度条件及其应用。第4章直梁的弯曲重点讲解：梁的概念以及其剪力和弯矩的求解，剪力图和弯矩图的绘制，梁纯弯曲时正应力的分布与计算，常用截面的轴惯性矩的计算，正应力的强度条件及其应用，提高粱承载能力的措施。第5章圆轴的扭转重点讲解：扭转和轴的概念，恒的转速、扭矩与功率间的关系，纯剪切的概念，圆轴扭转时的变形与内力的计算、圆截面的极惯性矩和抗扭截面模量的计算，圆轴扭转时的强度条件、刚度条件及其应用。一点的应力状态和四大强度理论。第6章压力容器与化工设备常用金属材料重点讲解：碳钢和铸铁的化学成分和组织结构；钢的热处理；碳素钢的分类、牌号、性能和品种；合金钢的分类、牌号、性能和品种，铸铁的分类。第7章压力容器中的薄膜应力、弯曲应力与二次应力重点讲解：压力容器按照所承受压力的分类，回转薄壳的几何概念，径向薄膜应力和纵向薄膜应力的概念，薄膜应力理论在常见回转薄壳上的应用。承受均布载荷圆形平板的变形与内力分析，应力分类，二次应力的概念、性质和限制条件。概念，薄膜应力理论在常见回转薄壳上的应用。第8章内压容器重点讲解：压力容器设计参数的确定（包括：设计压力、设计温度、容器内径、许用应力和焊缝系数），内压圆筒的强度计算，名义壁厚的设计，容器的最小厚度的确定；内压椭圆形封头、锥形封头、及平盖的强度计算。第9章压杆稳定与外压容器重点讲解：压杆稳定的概念及外压容器的稳定性问题，外压圆筒环向稳定性的计算（包括：临界压力的计算、临界长度的计算和长圆筒和短圆筒的判定，临界应力与临界应变，外压圆筒环向稳定性图算法），外压球壳与外压椭圆形封头的稳定计算，真空容器加强圈的设计计算（包括：最小截面惯性矩的计算，加强圈实际提供的截面惯性矩计算），细长压杆稳定计算的欧拉公式。法兰连接重点讲解：法兰密封原理、压力容器法兰类型及密封面型式、容器法兰标准及选用，管法兰类型及密封面型式、管法兰标准及选用，容器支座的类型和相应的结构及选用，安全阀的作用和基本结构。人孔、手孔、视镜和液面计重点讲解：人孔、手孔、视镜和液面计的类型第12章容器开孔补强与设备凸缘重点讲解：回转壳体上开小孔时所造成的应力集中，容器开孔补强结构及容器上开孔补强的有关规定第13章容器支座重点讲解：卧式容器支座和立式容器支座第14章压力容器的焊接结构重点讲解：焊缝的基本型式，GB150-98对压力容器焊缝的分类，焊缝的布置原则；焊缝缺陷与检验。第16章换热器（2学时）重点讲解：管壳式换热器的总体结构及主要零部件第17章 塔设备（2学时）重点讲解：塔设备分类，板式塔、填料塔工作原理及基本结构。第18章搅拌反应釜（2学时）重点讲解：反应釜的总体结构特点及各部分的结构设计和标准件的选取。四、主要教学方法课堂教学，多媒体＋板书五、典型作业练习表2各章典型作业数章次作业数章次作业数第1章刚体的受力分析及其平衡规律3第10章压力容器中的弯曲应力与二次应力第2章金属在外力作用下所显示的机械性能第11章压力容器的强度计算2第3章拉压杆的强度计算及静不定问题3第12章压杆稳定与外压容器2第4章剪切1第13章压力容器的开孔与补强1第5章弯曲3第14章压力容器的标准件与附件第6章扭转2第15章压力容器的焊接结构第7章复杂应力状态及强度理论第16章塔设备第8章化工设备常用金属材料第17章换热器第9章压力容器中的薄膜应力第18章搅拌反应釜合计17七、课程考核方式期末进行闭卷考试

精细化工厂安全管理制度PAGEPAGE1目录TOC\o"1-3"\h\z企业法定代表人职责 PAGEREFToc115146417\h1厂长安全职责 PAGEREFToc115146418\h2企业车间主任(班组长)职责 PAGEREFToc115146419\h3安全管理员职责 PAGEREFToc115146420\h4职工安全职责 PAGEREFToc115146421\h5安全操作总则 PAGEREFToc115146422\h6安全生产管理制度 PAGEREFToc115146423\h8安全检查管理制度 PAGEREFToc115146424\h9安全培训教育制度 PAGEREFToc115146425\h10仓库安全管理制度 PAGEREFToc115146426\h11消防安全管理制度 PAGEREFToc115146427\h12安全检修制度 PAGEREFToc115146428\h13安全防火管理制度 PAGEREFToc115146429\h14动火作业管理制度 PAGEREFToc115146430\h15PAGEPAGE3企业法定代表人职责

厂长安全职责1、厂长是安全生产第一责任人，对安全生产负全面责任；必须贯彻执行安全生产方针、政策、法规和标准；建立健全和贯彻落实本单位安全生产责任制；审定颁发本单位统一性的安全生产规章制度。2、牢固树立“安全第一”的思想，贯彻安全生产“五同时”原则；确定本单位安全生产目标并组织实施。3、主持召开安全生产例会，定期向职工代表大会报告安全生产情况，认真听取意见和建议，接受群众监督。4、审定本单位改善劳动条件的规划和年度安全技术措施计划，按规定提取和使用安全技术措施经费，及时解决重大隐患。对本单位无力解决的重大隐患，及时向上级有关部门提出报告。5、新、改、扩建项目中，遵守和执行“三同时”规定。对其他重要的经济技术决定，应负责制订具有保证职工安全、健康的措施。6、组织对重大伤亡事故的调查分析，按“四不放过”的原则严肃处理，并对所发生的伤亡事故调查、登记、统计和报告的正确性、及时性负责。7、制定安全生产工作计划、安全生产规章制度和安全操作规程，并检查执行落实情况。9、企业车间主任(班组长)职责车间主任对本车间的安全生产全面负责，其职责是：1、保证国家和上级安全生产法规、指示和有关规章制度在本车间贯彻执行。把安全工作列入议事日程，做到“五同时”（计划、布置、检查、总结、评比安全工作）。4、组织并领导全车间的安全生产活动。总结交流安全生产经验，表彰先进班组和工人。5、坚持“四不放过”原则，对本车间发生的事故及时报告和处理，注意保护现场，查清原因，采取防范措施。对事故的责任者提出处理意见，报厂长批准后执行。6、负责对新入厂人员，换（复）岗人员车间级的安全教育，以及对本车间职工进行经常性的安全思想、安全知识和安全技术教育，定期组织考核。特种作业人员必须经专业培训，做到持证上岗。7、严格执行有关劳保用品、保健食品、清凉饮料等的发放标准。加强防护器材的管理，教育职工妥善保管，正确使用。8、提出改善本车间劳动条件、消除危害因素、预防职业病的措施计划，并协助厂部落实。9、监督、检查本车间职工正确穿戴和使用劳动防护用品，做好女职工及未成年工的劳动保护工作。

安全管理员职责1、车间安全员在车间主任的直接领导下开展工作，在业务上受厂安全技术部门领导。2、贯彻有关安全生产法律、法规、制度和标准；参与拟订、修订车间安全技术规程和安全生产管理制度，并监督检查执行情况。3、协助车间主任编制安全技术措施计划和方案，并督促实施。4、制定车间安全活动计划，并组织实施。5、对班组安全员进行业务指导，协助车间主任搞好职工安全教育、培训和考核工作。6、参与车间新建、改建、扩建工程设计和设备改造以及工艺条件变动方案的审查工作。7、深入现场进行安全检查，制止违章指挥和违章作业，对不听劝阻者，有权停止其工作，并报请领导处理。8、参与有关安全作业票证的审核，并检查落实情况。9、负责车间安全装置、防护器具、消防器材的管理。10、负责车间伤亡事故的统计上报，参与事故调查。11、车间其他管理人员在车间主任指定的工作范围内对安全生产负责。

职工安全职责1、认真学习和严格遵守各项生产规章制度、劳动纪律，严格按照安全操作规程进行操作，不违章作业，并劝阻制止他人违章作业。2、精心操作，做好各项记录，交接班必须交接安全生产情况，交班要为接班创造安全生产的良好条件。3、正确分析判断和处理各种事故苗头，把事故消灭在萌芽状态。发生事故，要果断正确处理，及时如实地向上级报告，严格保护现场，做好详细记录。4、作业前认真做好安全检查工作，发现异常情况，及时处理和报告。5、上岗必须按规定着装。妥善保管、正确使用各种防护用品和消防器材。6、积极提出改进安全生产工作的合理化建议。

安全操作总则1、“安全生产，人人有责”。所有职工必须认真贯彻执行“安全第一，预防为主”的方针，严格遵守安全技术操作规程和各项安全生产规章制度。

2、凡不符合安全要求，有严重危险的厂房、生产线和设备，设施，职工有权向上级报告。遇有严重危及生命安全的情况，职工有权停止操作，并及时报告领导处理。

3、操作人员未经三级安全教育或考试不合格者，不准参加生产或独立操作。电气、车辆的驾驶、焊接(割)、爆破等特种作业人员，均应经安全技术培训和考试合格，持特种作业许可证操作。外来参观学习人员，亦应接受安全教育并由有关人员带领。

4、进入作业场所，必须按规定穿戴好防护用品。要把过长(拖过颈部)的发辫放入帽内，尘毒作业人员在现场工作时，必须戴好防护口罩或面具，在能引起爆炸的场所，不准穿能集聚静电的服装。

5、操作前，应检查设备或工作场地，排除故障和隐患，确保安全防护，设备应定人，定岗操作；对本工种以外的设备。须经有关部门批准，并经培训后方可操作。

6、工作中，应集中精力，坚守岗位，不准擅自把自己的工作交给他人，严禁酗酒者进入工作岗位。

7、工作完毕或中途停电，应切断电源，才准离岗。

8、修理机械、电气设备或进入其工作前，必须在动力开关处挂上“有人工作，严禁合闸”的警示牌。必要时设人监护或采取防止意外接通的技术措施。警示牌必须谁挂谁摘，非工作人员禁止摘牌合闸。一切动力开关在合闸前应细心检查，确认无人检修时方准合闸。10、行人要走指定通道，注意警示标志，严禁贪便道跨越危险区。11、高处作业，带电作业，禁火区动火，易燃或承载压力的容器，管道动火施焊、爆破或爆破作业，有中毒或窒息危险的作业，必须向安技部门和有关部门申报和办理危险作业审批手续，并采取可靠的安全防护措施。

12、安全、防护、监测、信号、照明、警戒标志、防雷接地等装置，不准随意拆除或非法占用，消防器材、灭火工具不准随便动用，其安放地点周围，不得堆放无关物品。

13、对易燃、易爆，有毒等物品，必须分类妥善存放，并设专人管理。易燃、易爆等危险场所，严禁吸烟和明火作业。不得在有毒，粉尘作业场所进餐、饮水。

14、变、配电室、发电机房，危险品库等要害部位，非岗位人员未经批准严禁入内。在封闭厂房作业和深夜班加班作业时，必须安排两人以上一起工作。

15、生产过程发生有害气体、液体、粉尘、渣滓、放射线、噪声的场所或设备设施，必须使用防尘、防毒装置和采取安全技术措施，并保持可靠有效，操作前应先检查和开动防护装置、设施，运转有效方能进行作业。

16、搞好生产作业环境的安全卫生。保持厂区、车间、库房的安全通道畅通，现场物料堆放整齐、稳妥、不超高，及时清除工作场地散落的粉尘，废料和工业垃圾。

17、新安装的设备，新作业场所及经过大修或改造后的设施，需经安全验收后，方准进行生产作业。

18、严格交接班制度，重大隐患必须记入值班记录，末班下班前必须断开电源、气(汽)源，熄灭火种；检查、清理场地。

19、发生重大事故或恶性未遂事故，要及时抢救，保护现场，并立即报告领导和上级主管部门。

20、各类人员除遵守本总则外，还必须遵守安全操作规程。

安全生产管理制度一、为了贯彻“安全第一，预防为主”的方针，把安全生产工作列于各项工作的首位，特制定本制度。二、开展经常性的安全生产宣传教育活动，努力学习生产、管理、安全知识，不断提高安全生产意识，严格遵守各项安全生产规章制度，杜绝各类事故发生。三、员工必须熟悉厂规，参加生产操作规程及安全生产知识的培训，并通过考核，取得上岗资格后才能进行上岗操作。四、生产过程中如发现异常现象，立即报告，及时处理，消除事故隐患。五、企业负责人对本厂的安全生产工作负全面领导责任，员工必须认真贯彻执行各项安全生产制度和标准。对违纪、违规者要严肃处理，记录备案。生产过程中发现异常现象，要临阵沉着指挥、当机立断，采取应急措施，排除隐患。六、加强明火管理，生产车间及仓库内严禁烟火。七、严格物料入库验收要求，核对验收物料的规格、质量和数量，合格后进库、分类、分批堆放。对易燃易爆化学品的使用和储存必须做到防火、防爆、安全使用。八、做好定期检查和维修保养工作。建立每月二次检查，一年一次大检修，提高一切设备运转率。九、做到安全用电，不许擅自修理电气或乱拉电线，在可能触电的场所设置必要的警示牌。十、提高员工消防知识，建立义务消防组织，不断提高企业内防自救的消防能力，时刻保障企业的生命财产安全。

安全检查管理制度安全检查必须有具体计划、明确的目的、要求、内容，制订《安全检查表》。做到边检查、边整改，并及时总结和推广先进经验。一、安全检查基本任务是发现和查明各种危险和隐患，督促整改，督促各项安全规章制度的实施，制止违章指挥、违章作业。二、安全检查形式分为：综合检查、专业检查、季节性检查、节假日检查、夜间抽查和日常检查等形式。各种检查均应编制相应的安全检查表，按检查表的内容逐项检查。在实际生产中要求多种检查方法结合使用，确保发现生产中的各种安全隐患。1、综合检查是由企业负责人与安全员共同进行。查思想、查纪律、查制度、查隐患为中心内容的检查。每月至少二次。2、季节性检查根据气候、地理特点由安全员组织人员，对防火、防爆、防雨、防洪、防雷电、防暑降温、防风防冻等进行预防性的季节检查。3、专业检查分别由各专业部门的主管领导组织本系统人员进行，每年至少进行二次。内容主要是对锅炉及压力容器、电梯等特种设备、危险化学品、电气装置、机械设备、安全装置、特种防护用品、运输车辆及消防设施、防火、防爆、防尘、防毒等工作。4、日常检查：职工上岗前按安全制度进行自检，安全员进行巡检。三、对生产中发现的隐患或违规操作，要及时报告，采取措施立即解决。四、生产工人应认真履行岗位安全生产责任制，进行交接班检查和班中巡回检查。各级管理人员应在各自的职权范围内进行检查。五、各级检查组织和人员，对查出的隐患都要逐项分析研究，并提出整改措施。按“四定”（定措施、定负责人、定资金来源、定完成期限），“三不推”（凡班组能整改的不推给工段，凡工段能整改的不推给车间，凡车间能整改的不推给厂部）的原则按期完成整改任务。六、每次检查都要好记录，存档。安全培训教育制度1.新入厂人员（包括新工人、合同工、临时工、外包工和培训、实习、外单位调入本厂人员等），均须经过厂级、车间（科）级、班组（工段）级三级安全教育，三级安全教育时间不得少于40学时。2.厂内调动（包括车间内调动）及脱岗半年以上的职工，必须对其再进行第二级或第三级安全教育，然后进行岗位培训，考试合格，成绩记入“安全作业证”内，方准上岗作业。3.进入企业参观、学习的人员，接待部门负责对其进行安全注意事项教育，并指派专人负责带队。一次参观学习人数不宜过多。5.利用各种形式定期开展对职工的职业安全卫生教育培训活动。6.各单位应定期开