本書根據(jù)國家和相關部委頒布的*標準，針對醫(yī)藥類學生的課程學習特點，按照藥學類學生對制藥設備專業(yè)知識學習時所需要掌握的基礎知識的要求，查閱多種文獻、參考書，結(jié)合諸位編者多年的教學一線實踐經(jīng)驗，經(jīng)統(tǒng)一整理后編寫而成。全書包括力學基礎、材料學基礎、容器基礎、設備基礎四部分內(nèi)容，詳細劃分為剛體受力分析及平衡規(guī)律、制藥設備常用金屬的力學性能、拉壓彎曲扭轉(zhuǎn)、制藥設備材料及選擇、容器設計基本知識、內(nèi)壓薄壁容器、外壓容器、容器零部件、管殼式換熱器、塔類制藥設備設計、帶攪拌器的制藥設備設計十一章。每章均安排了適量的例題，通過實例闡明各類制藥設備設計的具體步驟和方法，各章附有習題，供讀者進一步復習和鞏固相關知識使用。本書可供各高等院校本科或?qū)？漆t(yī)藥類各專業(yè)，如制藥工程、生物工程、中藥制藥、藥物制劑、生物制藥、應用化學等專業(yè)及成人教育醫(yī)藥類專業(yè)作為教材使用，也是制藥企業(yè)與科研院所工程技術人員的實用參考書。
制藥設備是醫(yī)藥生產(chǎn)中的重要組成部分，制藥設備設計的基本流程和模式，也是醫(yī)藥類學生必須學習和掌握的內(nèi)容，特別是對于藥學中偏工科的專業(yè)尤其重要。中藥制藥專業(yè)要求學生具備常用中藥制劑生產(chǎn)制備的職業(yè)能力以及分析、解決生產(chǎn)中出現(xiàn)問題的能力，學生必須掌握中藥制藥設備，涉及操作、拆卸、保養(yǎng)等環(huán)節(jié)，了解中藥設備的基本理論和結(jié)構(gòu)，才能更好地正確處理常用設備故障，維護保養(yǎng)設備以保障正常生產(chǎn)的進行。制藥工程是一個化學、生物學、藥學（中藥學）和工程學交叉的工科類專業(yè)，以培養(yǎng)從事藥品研發(fā)制造，新工藝、新設備、新品種的開發(fā)、放大和設計人才為目標，對于設備的了解和掌握也是至關重要的。鑒于此，本書將制藥設備需要的很多基礎、支撐和輔佐知識加以匯總，構(gòu)建了本書的理論框架。以力學基礎、制藥設備常用材料、制藥容器設計、典型制藥設備等為主要內(nèi)容，使學生掌握制藥設備的設計、使用、管理和維護的基本知識和基本技能，逐步培養(yǎng)和深化學生的工程意識，提高其分析問題和解決實際問題的能力，對全面提高學生的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力具有非常重要的作用�！吨扑幵O備設計基礎》由浙江大學、上海工程技術大學、沈陽藥科大學、遼寧中醫(yī)藥大學、佳木斯大學等高校具有多年教學、研究、設計經(jīng)驗的一線教師和工程技術專家編寫而成。按照醫(yī)藥類專業(yè)36～48計劃學時的教學大綱要求，內(nèi)容分為四大部分。第1篇力學基礎，包括剛體受力分析及平衡規(guī)律、金屬的力學性能、受力分析等。第2篇材料基礎，包括設備材料的性能、制藥設備設計常用材料的分類及選擇等。第3篇容器基礎，包括容器的分類與結(jié)構(gòu)、壓力容器規(guī)范、內(nèi)壓薄壁容器薄膜理論及應用、內(nèi)外壓容器設計、容器零部件等。第4篇設備基礎，包括管殼式換熱器、塔設備等。本書收錄的大量例題，是各位編寫人員根據(jù)多年的教學經(jīng)驗總結(jié)而來的。書中還在每一章后安排了適量的習題，以供學生在學習了每章內(nèi)容之后，鞏固和復習之用。教材內(nèi)容比較全面，專業(yè)特色突出，既可以作為高校學生的學習教材，也可作為行業(yè)工程技術人員的參考書。本書第1章由劉揚編寫，第2、11章由劉寶慶編寫，第3章由滕楊編寫，第4章由雷雪霏編寫，第5、8章由吳淑晶編寫，第6、7章由韓靜編寫，第9、10章由趙宇明編寫。鑒于編者水平有限，不妥之處在所難免，懇請廣大師生與讀者熱心指正。編者2017年8月
韓靜，沈陽藥科大學，教授。先后承擔生物制藥設備、中藥制藥工程原理與設備、干燥技術及其應用、機械制圖、制藥工程制圖與化工制圖等課程的教學工作。被評為遼寧省普通高校教學名師。近年來，圍繞天然抗氧化劑等研究項目獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局授權(quán)專利8項，已實現(xiàn)企業(yè)轉(zhuǎn)讓3項。
第1篇力學基礎
第1章剛體受力分析及平衡規(guī)律 002
1.1力的概念及其性質(zhì) 002
1.1.1力的概念 002
1.1.2力的基本性質(zhì) 002
1.2剛體的受力分析 003
1.2.1約束與約束反力 003
1.2.2常見的約束類型 004
1.2.3物體的受力分析和受力圖 005
1.3平面匯交力系的簡化與平衡 006
1.3.1平面匯交力系的簡化（解析法） 006
1.3.2平面匯交力系的平衡條件 007
1.4力矩、力偶、力的平移定理 007
1.4.1力矩 008
1.4.2力偶與力偶矩 008
1.4.3力的平移定理 009
1.5平面一般力系的簡化與平衡 009
1.5.1平面一般力系的簡化 009
1.5.2平面一般力系的平衡條件 009
1.5.3固定端約束的受力分析 010
習題 011
第2章制藥設備常用金屬的力學性能 013
2.1彈性變形與內(nèi)力 013
2.1.1變形與內(nèi)力的概念 013
2.1.2直桿受拉（壓）時的內(nèi)力 013
2.1.3受拉（壓）直桿內(nèi)的應力 015
2.1.4直桿受拉（壓）時的變形 017
2.2材料的力學性能 018
2.2.1拉伸試驗 018
2.2.2壓縮試驗 021
2.2.3沖擊試驗 022
2.2.4硬度試驗 023
2.2.5彎曲試驗 024
習題 024
第3章拉壓、彎曲、扭轉(zhuǎn) 026
3.1受拉（壓）直桿的強度計算 026
3.1.1受拉（壓）直桿的材料力學原理 026
3.1.2強度條件的建立與許用應力的確定 027
3.1.3剪切變形與剪力 030
3.2彎曲變形 034
3.2.1彎曲概念與梁的分類 034
3.2.2梁的內(nèi)力分析 036
3.2.3純彎曲時梁的正應力及正應力強度條件 038
3.2.4直梁彎曲時的切應力 043
3.2.5梁的剛度校核 044
3.3扭轉(zhuǎn) 045
3.3.1扭轉(zhuǎn)變形的概念 045
3.3.2扭轉(zhuǎn)時所受外力分析與計算 045
3.3.3純剪切、角應變、剪切胡克定律 046
3.3.4圓軸在外力偶作用下的變形與內(nèi)力 047
3.3.5圓軸扭轉(zhuǎn)時的強度條件與剛度條件 050
習題 051
第2篇材料基礎
第4章制藥設備材料及選擇 056
4.1概述 056
4.2材料的性能 056
4.2.1力學性能 056
4.2.2物理性能 057
4.2.3化學性能 057
4.2.4加工工藝性能 058
4.3金屬材料 058
4.3.1金屬材料的分類及牌號 059
4.3.2碳鋼與鑄鐵 059
4.3.3低合金鋼及化工設備用特種鋼 061
4.3.4有色金屬材料 067
4.3.5非金屬材料 069
4.3.6制藥設備的腐蝕及防腐措施 071
4.3.7制藥設備材料的選擇 074
習題 074
第3篇容器基礎
第5章容器設計基本知識 076
5.1容器的分類與結(jié)構(gòu) 076
5.1.1容器的分類 076
5.1.2容器的結(jié)構(gòu) 077
5.1.3壓力容器類別 077
5.2容器零部件的標準化 079
5.2.1標準化的意義 079
5.2.2標準化的基本參數(shù) 080
5.3壓力容器規(guī)范 081
5.3.1壓力容器相關的法規(guī)和標準 081
5.3.2我國壓力容器常用法規(guī)和標準 082
5.3.3容器設計基本要求 084
習題 085
第6章內(nèi)壓薄壁容器 086
6.1薄膜理論 086
6.1.1薄壁容器及其應力特點 086
6.1.2基本概念與基本假設 087
6.1.3平衡方程式 089
6.2薄膜理論的應用 091
6.2.1應用范圍 091
6.2.2受氣體內(nèi)壓的圓筒形殼體 091
6.2.3受氣體內(nèi)壓的球形殼體 092
6.2.4受氣體內(nèi)壓的橢圓形封頭 092
6.2.5受氣體內(nèi)壓的錐形殼體 094
6.3內(nèi)壓圓筒邊緣應力 094
6.3.1邊緣應力的概念 094
6.3.2邊緣應力的特點 094
6.3.3對邊緣應力的處理 095
6.4內(nèi)壓薄壁圓筒與封頭的強度設計 095
6.4.1強度設計的基本知識 095
6.4.2內(nèi)壓薄壁圓筒殼與球殼的強度設計 095
6.4.3內(nèi)壓圓筒封頭的設計 099
6.5內(nèi)壓容器的強度校核 103
6.5.1壓力試驗 103
6.5.2強度校核 104
習題 105
第7章外壓容器 106
7.1概述 106
7.1.1外壓容器的失穩(wěn) 106
7.1.2失穩(wěn)形式的分類 106
7.2臨界壓力 107
7.2.1概念及影響因素 107
7.2.2外壓圓筒分類 107
7.2.3臨界壓力的理論計算公式 108
7.2.4臨界長度和計算長度 108
7.3外壓圓筒設計 109
7.3.1設計準則 109
7.3.2外壓圓筒壁厚設計 110
7.3.3外壓容器的試壓 113
7.4外壓凸形封頭設計 114
7.4.1半球形封頭 114
7.4.2碟形和橢圓形封頭 114
7.5外壓圓筒加強圈的設計 114
7.5.1加強圈的結(jié)構(gòu)與作用 114
7.5.2加強圈的間距 115
7.5.3加強圈的尺寸設計 115
7.5.4加強圈的設置 115
習題 117
第8章容器零部件 118
8.1法蘭連接 118
8.1.1法蘭連接結(jié)構(gòu)與密封 118
8.1.2法蘭結(jié)構(gòu)與分類 119
8.1.3影響法蘭密封的因素 120
8.1.4法蘭標準及選用 122
8.2容器支座 126
8.2.1臥式容器支座 126
8.2.2立式容器支座 128
8.3容器的開孔補強 132
8.3.1應力集中 132
8.3.2開孔補強設計的原則、形式與結(jié)構(gòu) 132
8.4容器附件 135
8.4.1接管 135
8.4.2凸緣 135
8.4.3手孔與人孔 135
8.4.4視鏡 136
習題 137
第4篇設備基礎
第9章管殼式換熱器 139
9.1概述 139
9.1.1管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)與分類 139
9.1.2管殼式換熱器的型號 142
9.1.3管殼式換熱器的設計 143
9.2管殼式換熱器結(jié)構(gòu) 148
9.2.1管子 148
9.2.2管板 150
9.2.3附屬板件 152
9.2.4溫差應力 153
9.2.5管箱與殼程接管 157
9.3管殼式換熱器強度計算 157
習題 160
第10章塔類制藥設備設計 161
10.1塔設備概述 161
10.2塔設備結(jié)構(gòu) 161
10.2.1塔體與裙座 162
10.2.2板式塔結(jié)構(gòu) 166
10.2.3填料塔結(jié)構(gòu) 168
10.3塔類制藥設備設計舉例 173
10.3.1設計條件 174
10.3.2塔體強度計算 175
10.3.3各種載荷引起的應力 178
10.3.4筒體壁厚校核 179
10.3.5附件 180
習題 183
第11章帶攪拌器的制藥設備設計 184
11.1概述 184
11.1.1攪拌操作的目的 184
11.1.2攪拌操作分類 184
11.1.3機械攪拌設備工作原理 184
11.1.4攪拌設備的基本結(jié)構(gòu) 185
11.2攪拌釜 186
11.2.1結(jié)構(gòu) 186
11.2.2幾何尺寸的確定 186
11.2.3換熱元件 187
11.3攪拌器的形式與選型 188
11.3.1流型 189
11.3.2攪拌器的分類 189
11.3.3典型攪拌器的特征及應用 190
11.3.4攪拌器的選用 192
11.4攪拌器的功率 194
11.4.1攪拌器功率和攪拌作業(yè)功率 194
11.4.2攪拌器功率的影響因素及計算 194
11.4.3攪拌作業(yè)功率 196
11.5傳動裝置及攪拌軸 197
11.5.1傳動裝置 197
11.5.2攪拌軸設計 199
11.6軸封 201
11.6.1填料密封 201
11.6.2機械密封 202
11.6.3全封閉密封磁力攪拌裝置 203
習題 203
參考文獻 204
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