压力容器及过程设备教案(08)(8)

《压力容器及过程设备》教案 武汉工程大学机电工程学院

1. 管壳式换热器的各种结构形式；

2. 管壳式换热器管子和管板间的连接方式和特点。

第2讲：6.2管壳式换热器（二）；6.3 传热强化技术 1. 管板的受力分析及管板设计基本思路； 2. 膨胀节的作用、结构。

四、教学难点

第1讲：6.1概述；6.2管壳式换热器（一） 无。

第2讲：6.2管壳式换热器（二）；6.3 传热强化技术 管板的受力分析。

五、授课方式与主要教学手段

1. 板书与多媒体相结合。图片、三维动画、现场参观了解各种结构形式。

六、授课思路与教学过程

1. 本章主要介绍各种换热器的结构形式、应用范围以及换热器强度计算的基本思路和有关标准。以讲授为主，结合现场实物参观。 第1讲：6.1概述；6.2管壳式换热器（一）

首先介绍换热器的定义、用途和地位。然后介绍各类换热器的特点，重点介绍工业上应用最为广泛的各种管壳式换热器的结构及特点。对换热管和管板的连接结合图片讲述。

第2讲：6.2管壳式换热器（二）；6.3 传热强化技术

1. 本讲以介绍为主，让同学们了解管壳式换热器设计的基本思路。对于管板的受力分析结合图片讲解。对于最新传热强化技术结合的相关文献以及本人的研究讲解。

七、教学时间分配

第1讲：6.1概述；6.2管壳式换热器（一） 1. 换热设备的应用：10分钟；

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2. 换热设备分类及其特点：30分钟； 3. 换热器选型：10分钟；

4. 管壳式换热器的结构：50分钟。

第2讲：6.2管壳式换热器（二）；6.3 传热强化技术 1. 管板设计：20分钟； 2. 膨胀节设计：30分钟； 3. 管束振动和防止：10分钟； 4. 传热强化技术：40分钟。

八、思考题、作业题

第1讲：6.1概述；6.2管壳式换热器（一） P283:1； P283:3。

第2讲：6.2管壳式换热器（二）；6.3 传热强化技术 无。

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7 塔设备

一、主要内容

第1讲：7.1概述；7.2填料塔；7.3板式塔；7.4 塔设备的附件；7.5 塔设备的强度设计（一） 1. 塔设备的发展历史 2. 塔设备的应用及选型 3. 填料的种类及特点 4. 填料塔的内件结构 5. 板式塔的分类及结构 6. 板式塔塔盘的结构 7. 塔盘的强度与刚度计算 8. 塔设备的附件 9. 塔设备的固有周期 10. 塔设备的载荷分析

第2讲：7.5 塔设备的强度设计（二）；塔设备的振动 1. 筒体的强度及稳定性校核 2. 裙座的强度及稳定校核 3. 风力的特性

4. 塔设备的风致诱导振动 5. 塔设备的随机振动 6. 塔设备的防振措施

二、教学目的及要求

第1讲：7.1概述；7.2填料塔；7.3板式塔；7.4 塔设备的附件；7.5 塔设备的强度设计（一） 1. 了解塔设备的发展历史及其应用；

2. 了解填料填料塔和板式塔的种类及结构特点； 3. 了解塔设备的内件及附件的结构及作用； 4. 掌握塔设备的固有周期的计算方法； 5. 理解塔设备风载荷的计算。

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第2讲：7.5 塔设备的强度设计（二）；塔设备的振动 1. 掌握筒体的强度及稳定性校核； 2. 掌握裙座的强度及稳定校核； 3. 一般了解塔设备的振动分析方法； 4. 掌握塔设备的防振措施。

三、教学重点

第1讲：7.1概述；7.2填料塔；7.3板式塔；7.4 塔设备的附件；7.5 塔设备的强度设计（一） 1. 塔设备的固有周期的计算； 2. 塔设备的载荷分析。

第2讲：7.5 塔设备的强度设计（二）；塔设备的振动 1. 筒体的强度及稳定性校核； 2. 裙座的强度及稳定校核； 3. 塔设备的防振措施。

四、教学难点

第1讲：7.1概述；7.2填料塔；7.3板式塔；7.4 塔设备的附件；7.5 塔设备的强度设计（一） 1. 塔设备的固有周期的计算。 2. 风载荷的计算。 3. 地震载荷的计算。

第2讲：7.5 塔设备的强度设计（二）；塔设备的振动 1. 塔设备的随机振动分析。

五、授课方式与主要教学手段

1. 采用板书与多媒体相结合。课堂讲授与现场实物展示相结合。

六、授课思路与教学过程

第1讲：7.1概述；7.2填料塔；7.3板式塔；7.4 塔设备的附件；7.5 塔设备的强度设计（一）

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1. 首先介绍塔设备的作用和地位，然后介绍塔设备的研究发展历史； 2. 应用图片帮助学生学习塔设备的内件种类及结构特点；

3. 风载荷计算部分教材和参考书中均有不清楚的地方，结合自己的研究结果讲授；

4.

对于风振系数K2i，根据本人课题“塔设备的动力可靠性研究” 研究结果所发表的论文“随机风载作用下钢制塔式容器的位移响应”，在计算脉动风对塔设备的影响时，首先计算脉动风的静风力，而实际上脉动风对塔设备的影响是产生随机动载荷，K2i是随机动载荷与静风力的比值。是随机振动对静风力的放大系数。关于这一点在迄今为止的所有教材中均未明确指出，因而在讲授风载荷的计算中对K2i要特别强调。

5. 6.

强调在什么时候考虑垂直地震力及原因；

强调最大弯矩计算时为什么不是最大风弯矩和地震弯矩的直接相加。

第2讲：7.5 塔设备的强度设计（二）；塔设备的振动

1. 本讲内容是本章的核心内容之一，结合最新的国家标准讲授；

2.

强调水压试验时为什么不采用最大弯矩来计算塔设备的应力； 研究文章向同学们作概括型介绍。

3. 结合工程实际介绍塔设备的防振措施。塔设备的振动分析属于提高型知识，结合本人的

七、教学时间分配

第1讲：7.1概述；7.2填料塔；7.3板式塔；7.4 塔设备的附件；7.5 塔设备的强度设计（一） 1 2 3 4 5 6

第2讲：7.5 塔设备的强度设计（二）；塔设备的振动 1. 筒体的强度及稳定性校核：20分钟； 1 2 3

裙座的强度及稳定校核：20分钟； 风力的特性：10分钟；

塔设备的风致诱导振动：15分钟； 塔设备的应用及选型：5分钟； 填料塔的内件结构：15分钟； 板式塔的内件结构：20分钟； 塔设备的附件：5分钟； 塔设备的固有周期：20分钟； 塔设备的载荷分析：35分钟。

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