北京化工大学：《过程设备设计》课程教学资源（课件讲稿）绪论 Process Equipment Design（负责人：钱才富）

关于《过程设备设计》课程 课程性质：专业核心课、特色课 对象：化工静设备 教材内容： 1-4章：压力容器设计（如何？为什么？)》 5-8章：化工设备设计（如何？结果？) 介绍流体储运、传热、传质和反应设备的一般设计 方法，是一门涉及多门学科，综合性很强的课程

关于《过程设备设计 《过程设备设计》课程 课程性质：专业核心课、特色课 对象：化工静设备 教材内容： 2 1-4章：压力容器设计（如何？为什么？） 5-8章：化工设备设计（如何？结果？） 介绍流体储运、传热、传质和反应设备的一般设计 、传质和反应设备的一般设计 方法，是一门涉及多门学科 ，是一门涉及多门学科，综合性很强的课程 ，综合性很强的课程。 介绍流体储运、传热、传质和反应设备的一般设计 、传质和反应设备的一般设计 方法，是一门涉及多门学科 ，是一门涉及多门学科，综合性很强的课程 ，综合性很强的课程

绪论 INTRODUCTION

绪论 INTRODUCTION 4

增心 过程设备设计 绪论 教学重点： 过程设备的特点和基本要求 教学难点： 无 5

过程设备设计 绪论 绪 论 教学重点： 过程设备的特点和基本要求 5 教学难点： 无

结地 过程设备设计 绪论(P1) 物理、化学或生物的加工 过 程 原材料 产品 过程设备 完成物理、化学或生物加工所用到的设备。 即：完成物料的粉碎、混合、储存、分离、传热、 传质、反应等操作的设备。例如，泵、压缩机、 管道、储罐、塔、换热器、反应器等。 过程设备设计 根据设备的工艺、强度、经济性等要求制订 出的可用于制造的技术文件。 6

过程设备设计 过 程 原材料 产品 物理、化学或生物的加工 、化学或生物的加工 过程设备 完成物理、化学或生物加工所用到的设备 、化学或生物加工所用到的设备。 绪论（ P1） 绪 论 6 即：完成物料的粉碎 完成物料的粉碎、混合、储存、分离、传热、 传质、反应等操作的设备 、反应等操作的设备。例如，泵、压缩机、 管道、储罐、塔、换热器、反应器等。 过程设备设计 根据设备的工艺、强度、经济性等要求制订 、经济性等要求制订 出的可用于制造的技术文件

号论 过程设备设计 绪论（续） ●过程设备的应用 ●过程设备的特点 ●过程设备的基本要求 ●过程设备设计概述 ●本课程的内容 7

过程设备设计 ●过程设备的应用 ●过程设备的应用 ●过程设备的特点 ●过程设备的特点 ●过程设备的基本要求 绪 论 绪论（续） 7 ●过程设备的基本要求 ●过程设备设计概述 ●过程设备设计概述 ●本课程的内容 ●本课程的内容

结地 过程设备设计 绪论（续） (一)过程设备的应用 过程设备的应用领域： 所有的工业过程

过程设备设计 （一）过程设备的应用 ）过程设备的应用 ）过程设备的应用 ）过程设备的应用 过程设备的应用 过程设备的应用 过程设备的应用 过程设备的应用 过程设备的应用领域： 所有的工业过程 绪 论 绪论（续） 8

号论 过程设备设计 绪论（续） 过程设备的典型例子： a. 加氢反应器：加氢反应过程的关键设备。 b.储氢容器：液态储存一深冷(-253℃)高压40MPa 气态储存 40-75MPa c.超高压食品杀菌釜：超高压食品杀菌所需关键设备， 150-700MPa 9

过程设备设计 过程设备的典型例子： a. 加氢反应器： 加氢反应过程的关键设备 ： 加氢反应过程的关键设备。 b.储氢容器：液态储存——深冷（-253℃）高压40MPa 绪 论 绪论（续） 9 b.储氢容器：液态储存——深冷（-253℃）高压40MPa 气态储存——40-75MPa c. 超高压食品杀菌釜：超高压食品杀菌所需关键设备 ：超高压食品杀菌所需关键设备， 150-700MPa

结地 过程设备设计 绪论（续） d.核反应堆：核电站的核心设备。 ε.超临界流体萃取装置：萃取和分离过程中所需的萃取 釜、换热器、分离器等设备。 ￡军工产品：如潜艇外壳一承受外压作用的壳体。日本 于1988年研制成功的潜深为6000m的深海潜艇，其耐压 舱为一壁厚70mm的钛合金制球形壳体。 10

d. 核反应堆：核电站的核心设备 ：核电站的核心设备。 e. 超临界流体萃取装置：萃取和分离过程中所需的萃取 ：萃取和分离过程中所需的萃取 釜、换热 器、分离器等设备。 绪 论 过程设备设计 绪论（续） 10 f. 军工产品：如潜艇外壳——承受外压作用的壳体。日本 于1988年 研制成功的潜深为 年 研制成功的潜深为6000m的深海潜艇，其耐压 舱为一壁厚70mm的钛合金制球形壳体

号论 过程设备设计 绪论（续） (二)过程设备的特点 随着科学技术的发展，过程设备向多功能、大型化、成套化 和轻量化方向发展，呈现出以下特点： a.功能原理多种多样，是典型的非标设备。 b.化机电一体化。 c.外壳一般为压力容器。 压力容器：凡是含有压力介质的封闭 容器都被称做压力容器

过程设备设计 随着科学技术的发展，过程设备向多功能 ，过程设备向多功能、大型化、成套化 和轻量化方向发展，呈现出以下特点 ，呈现出以下特点： a. 功能原理多种多样，是典型的非标设备 ，是典型的非标设备。 b. 化机电一体化。 （二）过程设备的特点 ）过程设备的特点 ）过程设备的特点 ）过程设备的特点 过程设备的特点 过程设备的特点 过程设备的特点 过程设备的特点 绪 论 绪论（续） 11 b. 化机电一体化。 压力容器：凡是含有压力介质的封闭 ：凡是含有压力介质的封闭 容器都被称做压力容器。 c. 外壳一般为压力容器

结地 过程设备设计 绪论（续） 过程设备=承受一定压力的外壳+各种各样的内件 压力容器的 除压力载荷、温度载荷外，还可能受风 载荷 载荷、地震载荷、冲击载荷的作用。 压力容器的 失去正常的使用功能，彩图2和彩图3是 失效 压力容器断裂后的外观； 可能的 选材不当、材料误用、材料缺陷、材质 失效原因 劣化、介质腐蚀、制造缺陷、设计失误 缺陷漏检、操作不当、意外操作条件、 难以控制的环境等原因。 12

过程设备设计 过程设备 = 承受一定压力的外壳 + 各种各样的内件 压力容器的 载荷 除压力载荷、温度载荷外，还可能受风 载荷、地震载荷、冲击载荷的作用 、冲击载荷的作用。 除压力载荷、温度载荷外，还可能受风 载荷、地震载荷、冲击载荷的作用 、冲击载荷的作用。 压力容器的 失效 失去正常的使用功能，彩图2和彩图3是 压力容器断裂后的外观； 失去正常的使用功能，彩图2和彩图3是 压力容器断裂后的外观； 绪 论 绪论（续） 12 失效 压力容器断裂后的外观； 可能的 失效原因 选材不当、材料误用、材料缺陷、材质 劣化、介质腐蚀、制造缺陷、设计失误、 缺陷漏检、操作不当、意外操作条件 、意外操作条件、 难以控制的环境等原因。 选材不当、材料误用、材料缺陷、材质 劣化、介质腐蚀、制造缺陷、设计失误、 缺陷漏检、操作不当、意外操作条件 、意外操作条件、 难以控制的环境等原因