《壓力容器設(shè)計》課程教學(xué)大綱

《壓力容器設(shè)計》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱壓力容器設(shè)計DesignofPressureVessels課程編碼CNE124611020開課院部新能源學(xué)院課程團隊（未設(shè)置）學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時32講授32實驗0上機0實踐0課外學(xué)時32適用專業(yè)環(huán)保設(shè)備工程授課語言中文先修課程工程力學(xué)、機械設(shè)計基礎(chǔ)、認(rèn)識實習(xí)、工程材料課程簡介（必修）《壓力容器設(shè)計》為環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課程。該課程講授壓力容器的設(shè)計的相關(guān)理論和方法，包括壓力容器的概念、用材和質(zhì)量保證體系，中低壓容器、高壓容器和外壓容器的設(shè)計理論和方法，典型承壓設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、力學(xué)模型和設(shè)計方法。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握從事壓力容器設(shè)計所必需的回轉(zhuǎn)殼體力學(xué)知識；針對不同類型的容器特點，選用合適的材料，并運用相應(yīng)的設(shè)計理論進行壓力容器的工程設(shè)計；掌握典型承壓設(shè)備如儲罐、換熱器和塔設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點和設(shè)計方法。"Pressurevesseldesign"isabasicsubjectcourseforenvironmentalprotectionequipmentengineeringspecialty.Thiscourseteachesrelevanttheoriesandmethodsofpressurevesseldesign,includingtheconcept,materialsandqualityassurancesystemofpressurevessels,mediumandlowpressurevessels,designtheoryandmethodofhighpressurevesselandexternalpressurevessel,structuralcharacteristics,mechanicalmodelanddesignmethodoftypicalpressureequipment.Throughcourselearning,studentsshouldmasterthenecessarymechanicalknowledgeofrotaryshellsforpressurevesseldesign.Accordingtothecharacteristicsofdifferenttypesofcontainers,selectappropriatematerials,andusethecorrespondingdesigntheorytocarryouttheengineeringdesignofpressurevessels;Masterthestructuralcharacteristicsanddesignmethodsoftypicalpressure-bearingequipmentsuchasstoragetanks,heatexchangersandtowerequipment.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握壓力容器的在化工和環(huán)保等領(lǐng)域中的作用、分類方法，壓力容器用材料的要求，壓力容器的設(shè)計準(zhǔn)則；了解國內(nèi)外壓力容器設(shè)計的主要標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。是3.12M2目標(biāo)2：掌握均布壓力作用下回轉(zhuǎn)薄殼的薄膜理論，了解邊緣應(yīng)力的特點與危害，具備中低壓薄壁容器的工程設(shè)計初步能力。掌握外壓殼體失穩(wěn)的基本概念、臨界壓力與臨界長度公式，具備外壓薄壁容器的工程設(shè)計初步能力，熟悉加強圈結(jié)構(gòu)及設(shè)計方法。熟悉壓力容器零、部件結(jié)構(gòu)，具備法蘭聯(lián)接密封設(shè)計及開孔補強設(shè)計初步能力，正確選擇壓力容器焊接結(jié)構(gòu)。是3.13M3目標(biāo)3：了解典型承壓設(shè)備，如儲罐、換熱器、塔設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點，熟悉承壓部件機械設(shè)計的一般方法。是1.4三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1第1章第1章緒論教學(xué)重點難點：壓力容器結(jié)構(gòu)、分類。/////21.11.1壓力容器概念及分類M11講授1自學(xué)資料、在線測試31.21.2壓力容器應(yīng)用M11講授1自學(xué)資料41.31.3壓力容器的失效模式及設(shè)計準(zhǔn)則M10.5講授0.5自學(xué)資料51.41.4壓力容器設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)察規(guī)程M10.5講授0.5自學(xué)資料、在線測試6第2章第2章壓力容器常用材料本章重點難點：金屬材料的力學(xué)性能，鋼材的種類及其牌號。/////72.12.1金屬材料的基本性能力學(xué)性能，物理性能，化學(xué)性能，其他性能。M21講授1自學(xué)資料、在線測試82.22.2金屬材料的分類及牌號金屬材料的分類，金屬材料的牌號命名規(guī)則。M20.5講授0.5自學(xué)資料、在線測試92.32.3合金元素與合金鋼、熱處理、腐蝕及其防護常見設(shè)備用有色金屬，合金元素對鋼材性能的影響，常用的化工設(shè)備用合金鋼和特種鋼簡介，常見熱處理工藝，腐蝕類型及機理，常見腐蝕的防護措施。M20.5講授0.5自學(xué)資料102.42.4壓力容器材料的選材原則和實例選材考慮的因素，選材的一般原則M20.5講授0.5自學(xué)資料11第3章第3章內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力分析本章重點難點：薄膜應(yīng)力理論及其應(yīng)用。/////123.13.1回轉(zhuǎn)薄殼的應(yīng)力分析結(jié)構(gòu)特點，基本概念與假設(shè)M21講授1自學(xué)資料、在線測試133.23.2薄膜應(yīng)力公式區(qū)域平衡和微體平衡方程，薄膜理論的應(yīng)用范圍。M22講授2自學(xué)資料143.33.3薄膜應(yīng)力的應(yīng)用受氣體內(nèi)壓的回轉(zhuǎn)殼體的應(yīng)力分析，受液柱靜壓作用的圓筒形殼體的應(yīng)力分析。M22講授2自學(xué)資料、作業(yè)、在線測試153.43.4邊緣應(yīng)力及其特點邊緣應(yīng)力的概念、特點和應(yīng)對措施。M21講授1自學(xué)資料、在線測試16第4章第4章內(nèi)壓薄壁圓筒與封頭設(shè)計本章重點難點：強度理論及其相應(yīng)的強度條件，強度計算公式，設(shè)計參數(shù)的確定。/////174.14.1內(nèi)壓薄壁圓筒殼與球殼的強度設(shè)計設(shè)計準(zhǔn)則及強度條件，強度計算公式，設(shè)計參數(shù)的確定，容器的厚度和最小厚度。M23講授3自學(xué)資料、作業(yè)、在線測試184.24.2耐壓試驗及其強度校核M21講授、討論1自學(xué)資料、作業(yè)、在線測試194.34.3內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計及選用半球形封頭，橢圓形封頭，碟形封頭，錐形封頭，球冠形封頭。封頭的選用原則M21講授1自學(xué)資料、作業(yè)20第5章第5章外壓圓筒與封頭設(shè)計本章重點難點：外壓容器的穩(wěn)定性，外壓圓筒的工程設(shè)計。/////215.15.1外壓圓筒的失穩(wěn)現(xiàn)象失穩(wěn)的概念，失穩(wěn)型式、臨界壓力、長圓筒和短圓筒。M21.5講授1.5自學(xué)資料、在線測試225.25.2外壓圓筒的工程設(shè)計設(shè)計準(zhǔn)則、圖算法的一般步驟M21.5講授1.5自學(xué)資料、作業(yè)235.35.3外壓封頭設(shè)計球形封頭和橢圓形封頭的設(shè)計M21講授1自學(xué)資料245.45.4外壓圓筒加強圈的設(shè)計加強圈個數(shù)的設(shè)計、截面結(jié)構(gòu)和焊接方式M20.5講授0.5自學(xué)資料、在線測試25第6章第6章壓力容器零部件及局部結(jié)構(gòu)本章重點難點：法蘭的標(biāo)準(zhǔn)及其選用，壓力容器焊接結(jié)構(gòu)的分類。/////266.16.1法蘭聯(lián)接法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)與密封原理，法蘭的結(jié)構(gòu)與分類，影響法蘭密封的因素，法蘭的標(biāo)準(zhǔn)及其選用。M22講授2自學(xué)資料、作業(yè)、在線測試276.26.2容器的開孔補強M20.5講授0.5自學(xué)資料、在線測試286.36.3容器附件M20.5講授0.5自學(xué)資料29第7章第7章?lián)Q熱器設(shè)計本章重點難點：管殼式換熱器的強度計算，管板及U形膨脹節(jié)的計算。/////307.17.1概述換熱器的分類，換熱器的結(jié)構(gòu)型式及適用范圍。M31講授1自學(xué)資料、在線測試317.27.2管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計管板與管束、管箱，殼程結(jié)構(gòu)、強化傳熱的構(gòu)件。M32講授、討論2自學(xué)資料、在線測試327.37.3管殼式換熱器的強度計算管板的強度計算，溫差應(yīng)力及補償。M31講授1自學(xué)資料、大論文33第8章第8章塔設(shè)備設(shè)計本章重點難點：塔體承受的各種載荷的計算，應(yīng)力校核。/////348.18.1概述塔設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點，載荷特點。M31講授1自學(xué)資料358.28.2塔體承受的各種載荷的計算質(zhì)量載荷的計算，地震載荷的計算，風(fēng)載荷計算，偏心載荷計算。M31講授1自學(xué)資料368.38.3塔體穩(wěn)定驗算與拉應(yīng)力校核M31講授1自學(xué)資料、在線測試378.48.4裙座設(shè)計M31講授1自學(xué)資料四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.第三、四、五、六章布置至少4次作業(yè)，每次2-3個題目。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。3.考核學(xué)生對壓力容器設(shè)計基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力題型主要有作圖、分析和計算題。20%2在線測試1.采用石大云課堂，均為客觀題，5次，每次20分，共計100分。2.內(nèi)容為各個章節(jié)基礎(chǔ)知識。20%3考勤隨機點名、刷卡點名等5%4課堂表現(xiàn)隨機檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況5%5期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。3.主要考核學(xué)生對壓力容器設(shè)計基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有簡答題、分析題、計算題等。50%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)20%A-獨立思考、按時完成，解題思路清晰、步驟完整、格式規(guī)范、答案準(zhǔn)確或僅存在個別微小錯誤。B-獨立思考、按時完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式規(guī)范、答案較準(zhǔn)確或存在1-2處錯誤。C-作業(yè)能夠按時完成，解題思路基本清晰、步驟基本完整、格式基本規(guī)范、答案基本準(zhǔn)確或存在3-5處錯誤。D-作業(yè)抄襲或未能按時完成，解題思路混亂、答題不規(guī)范、答案存在5處以上錯誤。2M1在線測試20%（在線測試成績?yōu)楦鞔螠y試成績的平均分）3M1期末考試60%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）4M2平時作業(yè)20%A-獨立思考、按時完成，解題思路清晰、步驟完整、格式規(guī)范、答案準(zhǔn)確或僅存在個別微小錯誤。B-獨立思考、按時完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式規(guī)范、答案較準(zhǔn)確或存在1-2處錯誤。C-作業(yè)能夠按時完成，解題思路基本清晰、步驟基本完整、格式基本規(guī)范、答案基本準(zhǔn)確或存在3-5處錯誤。D-作業(yè)抄襲或未能按時完成，解題思路混亂、答題不規(guī)范、答案存在5處以上錯誤。5M2在線測試20%（在線測試成績?yōu)楦鞔螠y試成績的平均分）6M2期末考試60%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）7M3在線測試30%（在線測試成績?yōu)楦鞔螠y試成績的平均分）8M3期末考試70%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）評分等級說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B]=[80-100,0-79]六、教材與參考資料序號教學(xué)參考資料明細(xì)1圖書|化工設(shè)備機械基礎(chǔ)（第七版）,喻健良，王立