化工原理课程设计--氢氧化钠溶液蒸发浓缩--管道设计
化工原理课程设计管道图
化工原理课程设计管道图一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握化工原理课程中管道图的相关知识，包括管道的基本符号、管道的布置原则以及泵、阀门等设备的表示方法。
知识目标要求学生能够识别和理解管道图中的各种符号和表示方法，掌握管道布置的基本原则和步骤。
技能目标要求学生能够独立绘制简单的管道系统图，并能对复杂的管道系统进行分析和设计。
情感态度价值观目标则在于培养学生的工程实践能力和创新意识，使他们对化工行业产生兴趣和热情。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个方面：首先，介绍管道图的基本符号和表示方法，如管道、阀门、泵等设备的表示方式；其次，讲解管道布置的原则和步骤，包括管道的走向、排列和标注等；然后，通过案例分析，使学生掌握如何根据设备参数和工艺要求绘制管道系统图；最后，进行课堂练习，让学生通过实际操作，提高绘制和分析管道图的能力。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，我们将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
首先，通过讲授法向学生传授管道图的基本知识和绘制方法；其次，通过讨论法引导学生探讨和分析实际案例，提高他们的解决问题的能力；然后，利用案例分析法让学生动手实践，培养他们的实际操作能力；最后，通过实验法，使学生能够将理论知识与实际操作相结合，进一步巩固所学知识。
四、教学资源为了保证本节课的教学质量，我们将准备丰富的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
教材方面，我们将采用《化工原理》一书作为主教材，辅以相关论文和案例资料；参考书方面，我们将推荐《化工设备管道与布置》等书籍供学生自主学习；多媒体资料方面，我们将制作精美的PPT和动画视频，以便更直观地向学生展示管道图的绘制过程和设备表示方法；实验设备方面，我们将准备相关的管道和阀门等设备，以便进行课堂演示和实验操作。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评价方式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
化工原理课程设计-年产量112000吨NaOH水溶液蒸发装置的设计
湖南师范大学《化工原理》课程设计说明书设计题目年产量112000吨NaOH水溶液蒸发装置的设计学生姓名周鹏指导老师罗大志学院树达学院学号 200721180135专业班级 07制药工程1班完成时间2009年10月《化工原理》课程设计成绩评定栏评定基元评审要素评审内涵满分指导教师实评分评阅教师实评分设计说明书，40% 格式规范设计说明书是否符合规定的格式要求5 内容完整设计说明书是否包含所有规定的内容5 设计方案方案是否合理及符合选定题目的要求10工艺计算过程工艺计算过程是否正确、完整和规范20设计图纸，40%图纸规范图纸是否符合规范 5 标注清晰标注是否清晰明了 5 与设计吻合图纸是否与设计计算的结果完全一致10 图纸质量设计图纸的整体质量的全面评价20平时成绩，10% 上课出勤上课出勤考核 5 制图出勤制图出勤考核 5答辩成绩，10% 内容表述答辩表述是否清楚 5 回答问题回答问题是否正确 5100综合成绩成绩等级指导教师评阅教师答辩小组负责人(签名) (签名) (签名)年月日年月日年月日说明: 评定成绩分为优秀(90-100)，良好(80-89)，中等(70-79)，及格（60-69）和不及格(<60)目录1前言 (1)2设计任务 (2)2.1设计任务 (2)2.2操作条件 (2)3设计条件及设计方案说明 (3)4物性数据及相关计算 (3)4.1估计各效蒸发量和完成液浓度 (3)4.2估计各效蒸发溶液的沸点和有效总温度差 (4)4.3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (7)4.4蒸发器传热面积的估算 (8)4.5有效温度的再分配 (8)4.6重复上述计算步骤 (9)4.7计算结果列表 (12)5主体设备计算和说明 (12)5.1加热管的选择和管数的初步估计 (13)5.2循环管的选择 (13)5.3加热管的直径以及加热管数目的确定 (13)5.4分离室直径和高度的确定 (15)5.5接管尺寸的确定 (16)6附属设备的选择 (18)6.1气液分离器 (18)6.2蒸汽冷凝器 (18)7三效蒸发器主要结构尺寸和计算结果 (20)8参考文献 (22)9后记及其他 (22)10附录 (23)1 前言蒸发器可广泛用于医药、食品、化工、轻工等行业的水溶液或有机溶媒溶液的蒸发,特别适用于热敏性物料(例如中药生产的水、醇提取液等)。
化工原理课程设计
化工原理课程设计一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握化工原理的基本概念、基本理论和基本方法，包括流体的物理性质、流体力学基本方程、流动和压力降、气液平衡、传质过程等，培养学生分析和解决化工问题的能力。
1.掌握流体的密度、粘度、热导率等物理性质。
2.理解流体力学的基本方程，包括连续方程、动量方程和能量方程。
3.掌握流体流动和压力降的基本理论，包括层流和湍流、管道流动和开放流动等。
4.理解气液平衡的基本原理，包括相图、相律和相变换等。
5.掌握传质过程的基本方法，包括扩散、对流传质和膜传质等。
6.能够运用流体力学基本方程分析流体流动问题。
7.能够计算流体流动和压力降的基本参数，如流速、压力降等。
8.能够分析气液平衡问题，确定相态和相组成。
9.能够运用传质过程的基本方法分析和解决化工问题。
情感态度价值观目标：1.培养学生对化工原理学科的兴趣和热情。
2.培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德。
3.培养学生团队协作和自主学习的意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括流体的物理性质、流体力学基本方程、流动和压力降、气液平衡、传质过程等。
1.流体的物理性质：包括密度、粘度、热导率等，通过实例讲解其测量方法和应用。
2.流体力学基本方程：讲解连续方程、动量方程和能量方程，并通过实例分析其应用。
3.流动和压力降：讲解层流和湍流的特性，分析管道流动和开放流动的压力降计算方法。
4.气液平衡：讲解相图、相律和相变换的基本原理，并通过实例分析气液平衡问题。
5.传质过程：讲解扩散、对流传质和膜传质的基本方法，并通过实例分析传质问题的解决方法。
三、教学方法本节课采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：用于讲解流体的物理性质、流体力学基本方程、流动和压力降、气液平衡、传质过程等基本概念和理论。
2.讨论法：通过小组讨论，引导学生主动思考和分析化工问题，提高学生的分析和解决问题的能力。
3.案例分析法：通过分析实际化工案例，使学生更好地理解和应用化工原理，培养学生的实际操作能力。
NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】化工原理课程设计《蒸发》单元操作设计任务书班级 姓名一、设计题目：NaOH 水溶液 三效并流 加料蒸发装置的设计二、设计任务及操作条件1、处理能力： 15000 kg/h NaOH 水溶液2、物料条件NaOH 水溶液的原料液（初始）浓度：X 0= 12 %(w) ； 浓缩（完成）液浓度： Xn= 38 %(w) ； 加料温度： 沸点 。
（原料液温度为第一效沸点温度）3、操作条件加热蒸汽压强： 500 kPa冷凝器压强： 16 kPa各效蒸发器的总传热系数：K 1=1600W/（m 2·℃)，K 2=1000W/（m 2·℃)，K 3=600W/（m 2·℃)。
各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出。
假设各效传热面积相等，并忽略热损失。
各效蒸发器中料液液面高度为：1.5m 。
每年按300天计，每天24小时连续运行。
厂址：宁波地区。
三、设备型式蒸发器： 中央循环管式蒸汽冷凝器：水喷射式冷凝器四、设计项目(说明书格式)1、封面、任务书、目录。
2、设计方案简介：对确定的工艺流程及蒸发器型式进行简要论述。
3、蒸发器的工艺计算：确定蒸发器的传热面积。
4、蒸发器的主要结构尺寸设计。
5、主要辅助设备选型：物料泵、蒸汽冷凝器及气液分离器（除沫器）等选型。
6、绘制NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的流程图及蒸发器设备工艺简图。
7、对本设计进行评述。
8、参考文献成绩评定指导教师目录1 设计方案简介 (1)1.1 设计方案论证 (1)1.2 蒸发器简介 (1)2 设计任务 (3)2.1 估算各效蒸发量和完成液浓度 (3)2.2 估算各效溶液的沸点和有效总温度差 (3)2.2.1 各效由于溶液沸点而引起的温度差损失 (4)2.2.2 由于液柱静压力而引起的沸点升高（温度差损失）42.2.3 由流动阻力而引起的温度差损失 (5)2.2.4 各效料液的温度和有效总温差 (5)2.3 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (6)2.4 蒸发器传热面积的估算 (7)2.5 有效温差的再分配 (7)2.6 重复上述计算步骤 (8)2.6.1 计算各效料液浓度 (8)2.6.2 计算各效料液的温度 (8)2.6.3 各效的热量衡算 (9)2.6.4 蒸发器传热面积的计算 (10)2.7 计算结果列表 (11)3 蒸发器的主要结构尺寸的计算 (12)3.1 加热管的选择和管数的初步估算 (12)3.2 循环管的选择 (12)3.3 加热室直径及加热管数目的确定 (12)3.4 分离室直径和高度的确定 (12)3.5 接管尺寸的确定 (13)3.5.1 热蒸汽进口，二次蒸气出口，其中Vs 为流体的体积流量 (13)3.5.2 溶液进出口，因为第一效的流量最大，所以取其为计算量 (13)3.5.3 冷凝水出口 (13)4 蒸发装置的辅助设备的选用计算 (15)4.1 气液分离器 (15)4.1.1 本设计采用的是惯性式除沫器，其主要作用是为了防止损失有用的产品或防止污染冷凝液体。
课程设计
化工原理课程设计任务书专业化学工程与工艺班级 XXX班姓名 XXX设计题目：NaOH水溶液三效并流蒸发系统设计设计时间：2011年X月X日到2011年X月X日指导老师：杨则恒，王道银设计任务：年处理 4.5万吨NaOH水溶液体系。
1.年工作日320天，每天24小时连续运行。
2.原料液：含10%NaOH（wt%，下同），20o C进料。
3.完成液：35%NaOH溶液。
4.间接蒸汽加热，压力为0.4 MPa（表压）。
5.蒸发器热损失为本效加热蒸汽供热的3～5%。
6.末效真空度：81KPa。
7.当地大气压：101.3KPa。
8.冷却水温度：进口20o C，出口40o C。
设计成果1.设计说明书一份。
2.设计图纸：带控制点工艺流程图一张（3#图纸）；一效蒸发器总装图一张（1#图纸）。
[中文摘要] 蒸发可广泛应用于医药、食品、化工、轻工等行业的水溶液或者有机溶液的浓缩。
其中中央循环管式又由于其标准化的设计和自然循环流动而受到广泛的重视。
本次设计中采用中央循环管式蒸发器三效并流将4.5×104吨，10%的NaOH水溶液浓缩到35%。
其目的是通过蒸发过程中的二次蒸汽再利用，以节约蒸汽的消耗，从而提高蒸发装置的经济性。
本次设计主要是通过计算机编程优化，求得三效传热面积分别为S1=40.61 m2、S2=49.73m2、S3=70.34m2的蒸发器，并计算得到辅助设备的工艺尺寸，然后进行设计、选型和校核，最后使用计算机辅助设计绘制出管道仪表流程图和蒸发器的装配图。
关键词：蒸发中央循环管三效并流氢氧化钠[Abstract] Evaporation is widely used for the concentration of aqueous and organic solutions in fields such as medicine,food, chemicaland light industries. Among various evaporators,the evaporatorwith vertical tubes and large central downcomer draws extensiveattention due to its stable design and natural circulation.This design uses three-effect evaporation system toconcentrate 4.5×104 t/year of 10% NaOH solution to 35%, and theevaporator with central circulation downcomer is chosen. Thepurpose is to reuse the produced steam to save the consumptionof steam and improve the economical efficiency of evaporationprocess. Programmed optimization is done to get the heattransfer areas of three evaporators as 40.61 m2, 49.73m2 and70.34m2. In addition the selection of auxiliary equipments andthe strength check of the major equipment are accomplished.Finally the pipe and instrument diagram (PID) and theevaporator assembly drawing are completed with the aid of AutoCAD.Key Words: Evaporation; Central circulation downcomer;Three-effect forward feed evaporation; NaOH目录第一章概述 (1)1.1蒸发操作的特点 (1)1.2蒸发操作的分类 (1)1.3蒸发设备的分类 (2)1.4蒸发的流程示意图 (3)第二章蒸发工艺设计计算 (5)2.1完成液浓度的计算 (5)2.1.1附有参数的三效蒸发器流程图 (5)2.1.2各效蒸发量和溶液浓度的估算 (6)2.2各效溶液的沸点和总有效温度差的估算 (7)2.2.1各效的压力及温度 (7)2.2.2总有效温度差的估算 (8)2.3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算 (12)2.4传热系数的确定 (14)2.5有效温度差在每一效的分配 (15)2.5.1重新分配各效温度差 (15)2.5.2重复上述的计算 (16)2.6 蒸发器的传热面积优化设计 (19)2.6.1估算蒸发器的传热面积 (19)2.6.2蒸发器的传热面积的优化 (20)第三章蒸发器的主要结构尺寸 (22)3.1接热管的选择和管数的确定 (22)3.2循环管的选择 (22)3.3加热室直径和加热管数的确定 (23)3.4分离室的直径和高度的确定 (23)3.4.1 分离室体积的计算 (23)3.4.2 分离室直径及高度的确定 (25)3.5接管尺寸的确定 (25)3.5.1 溶液进出口 (25)3.5.2 加热蒸气进口与二次蒸汽出口 (26)3.5.3冷凝水出口 (26)第四章蒸发装置的辅助设备 (28)4.1气液除沫器 (28)4.2蒸汽冷凝器 (28)4.2.1 冷却水量V L (29)4.2.2 冷凝器的直径 (29)4.2.3 淋水板的设计 (29)4.3真空泵的选型 (30)4.4预热器的选型 (32)4.5 封头的选型 (33)4.6管数的确定及加热室壳体的选定 (33)第五章主要设备的强度计算和校核 (34)5.1加热室 (34)5.2蒸发室 (34)第六章设计总结 (36)6.1设计结果汇总表 (36)6.1.1 蒸发器的主要结构尺寸的确定 (36)6.1.2 气液分离器主要结构尺寸的确定 (36)6.1.3蒸汽冷凝器主要结构尺寸的确定 (37)6.1.4主要数据计算结果汇总 (37)6.2设计评价 (38)6.3心得体会 (38)附录一：编程优化过程 (39)附录二：氢氧化钠物性全集 (41)参考文献 (43)第一章概述1.1蒸发操作的特点常见的蒸发是壁两侧分别为蒸汽冷凝和液体沸腾的传热过程，蒸发器也就是一种换热器。
化工原理课程设计完整版
化工原理课程设计完整版一、教学目标本课程旨在让学生掌握化工原理的基本概念、理论和方法，了解化工生产的基本过程和设备，培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）理解化工原理的基本概念和原理；（2）熟悉化工生产的基本过程和设备；（3）掌握化工计算方法和技能。
2.技能目标：（1）能够运用化工原理解决实际问题；（2）具备化工过程设计和优化能力；（3）学会使用化工设备和仪器进行实验和调试。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的团队合作意识和沟通能力；（2）增强学生对化工行业的认识和兴趣；（3）培养学生对科学研究的热爱和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.化工原理基本概念和原理：包括溶液、蒸馏、吸收、萃取、离子交换等基本操作原理和方法。
2.化工生产过程和设备：包括反应器、换热器、蒸发器、膜分离设备等的基本结构和原理。
3.化工计算方法：包括物料平衡、热量平衡、质量平衡等计算方法。
具体教学大纲安排如下：第1-2周：化工原理基本概念和原理；第3-4周：化工生产过程和设备；第5-6周：化工计算方法。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解基本概念、原理和方法，引导学生理解和掌握；2.案例分析法：分析实际案例，让学生学会运用化工原理解决实际问题；3.实验法：进行实验操作，培养学生的实践能力和实验技能；4.小组讨论法：分组讨论，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：《化工原理》；2.参考书：相关化工原理的教材和学术著作；3.多媒体资料：教学PPT、视频、动画等；4.实验设备：反应器、换热器、蒸发器、膜分离设备等。
以上教学资源将用于支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。
1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等形式的评估，考察学生的学习态度和理解能力。
氢氧化钠溶液蒸发浓缩的管道设计化工原理课程设计报告书
化工原理课程设计氢氧化钠溶液蒸发浓缩的管道设计学院：化学与材料科学学院专业：化学工程与工艺班级：学号：姓名：指导老师：课程设计任务书指导教师（签名）：教研室主任（签名）：目录1.前言 (1)2.设计思路 (1)3.能源的合理利用 (2)4.具体任务说明 (2)5.确定管径、管材及其型号 (2)6.泵的选型 (3)6.1总能量损失∑hf 的计算 (4)6.2泵的确定 (5)6.3泵的最大允许安装高度的确定 (5)7.阀门及管件的选择 (6)8.流程说明 (6)8.1生产流程及阀门控制 (6)8.1.1正常生产流程 (6)8.1.2阀门控制 (6)8.2壳程清洗流程及阀门控制 (7)8.2.1同时清洗壳程 (7)8.2.1.1同时清洗壳程的流程 (7)8.2.1.2同时清洗壳程的阀门控制 (7)8.2.2单独清洗壳程 (7)8.2.2.1只洗一号换热器壳程的流程 (7)8.2.2.2只洗一号换热器壳程的阀门控制 (7)8.2.2.3只洗二号换热器壳程的流程 (7)8.2.2.4只洗二号换热器壳程的阀门控制 (7)8.2.2.5只洗三号换热器壳程的流程 (7)8.2.2.6只洗三号换热器壳程的阀门控制 (7)8.2.2.7只洗四号换热器壳程的流程 (8)8.2.2.8只洗四号换热器壳程的阀门控制 (8)8.3管程清洗流程及阀门控制 (8)8.3.1同时清洗管程 (8)8.3.1.1同时清洗管程的流程 (8)8.3.1.2同时清洗管程的阀门控制 (8)8.3.2单独清洗管程 (8)8.3.2.1只洗一号换热器管程的流程 (8)8.3.2.2只洗一号换热器管程的阀门控制 (8)8.3.2.3只洗二号换热器管程的流程 (8)8.3.2.4只洗二号换热器管程的阀门控制 (8)8.3.2.5只洗三号换热器管程的流程 (9)8.3.2.6只洗三号换热器管程的阀门控制 (9)8.3.2.7只洗四号换热器管程的流程 (9)8.3.2.8只洗四号换热器管程的阀门控制 (9)总结 (9)致 (10)参考资料 (10)附录 (10)1.前言化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节。
化工原理设计说明书-三效并流蒸发器
设计题目:NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计设计者:设计日期：年月日审核：2009级化工单元操作课程设计任务书一、设计题目NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计二、设计任务及操作条件1。
处理能力 3。
96×104吨/年NaOH水溶液2。
设备形式中央循环管式蒸发器3.操作条件（1) NaOH水溶液的原料液浓度为5％。
完成液浓度为25％，原料液温度为第一效沸点温度，原料液比热为3。
7KJ（kg·℃)，各效蒸发器中溶液的平均密度为：ρ1=1014kg/m3，ρ2=1060 kg/m3，ρ3=1239 kg/m3；（2）加热蒸气压强为500kPa(绝压）,冷凝器压强为15 kPa（绝压）:（3）各效蒸发器的总传热系数：Ｋ1=1500Ｗ/（m2·℃），Ｋ2=1000Ｗ/（m2·℃）,Ｋ3=600Ｗ/（m2·℃）；（4）各效蒸发器中页面的高度：1。
5m;（5）各效加热蒸气的冷凝液均在饱和温度下下排出，假设各效传热面积相等，并忽略热损失；(6）每年按330天计算，每天24小时运行。
三、设计项目(1)设计方案简单,对确定的工艺流程及蒸发器形式进行简要论述;（2）蒸发器的工艺计算，确定蒸发器的传热面积；（3）蒸发器的主要结构尺寸设计；(4)绘制NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的流程及蒸发器设备工艺简图;（5）对本设计的评述1目录(一)蒸发器的形式、流程、效数论证.。
.。
.。
.。
.....。
. （二）工艺计算。
.。
.。
.。
.。
..。
.。
.。
..。
.。
. （三）蒸发器主要工艺尺寸的设计计算.。
...。
.。
.。
（四）设计感想.。
.。
..。
.。
.。
.。
.。
.。
.。
.。
.。
.。
.。
. （五)设计图纸。
.。
.。
.。
..。
..。
..。
..。
.。
.。
..。
2(一)蒸发器的形式、流程、效数论证1。
蒸发器的形式：中央循环管式2．蒸发器的流程：三效并流加料3。
效数论证：在工业中常用的加热方式有直接加热和间接加热。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
化工原理课程设计氢氧化钠溶液蒸发浓缩的管道设计学院：化学与材料科学学院专业：化学工程与工艺班级：学号：姓名：指导老师：课程设计任务书指导教师（签名）：教研室主任（签名）：目录1.前言 (1)2.设计思路 (1)3.能源的合理利用 (2)4.具体任务说明 (2)5.确定管径、管材及其型号 (2)6.泵的选型 (3)6.1总能量损失∑hf 的计算 (4)6.2泵的确定 (5)6.3泵的最大允许安装高度的确定 (5)7.阀门及管件的选择 (6)8.流程说明 (6)8.1生产流程及阀门控制 (6)8.1.1正常生产流程 (6)8.1.2阀门控制 (6)8.2壳程清洗流程及阀门控制 (7)8.2.1同时清洗壳程 (7)8.2.1.1同时清洗壳程的流程 (7)8.2.1.2同时清洗壳程的阀门控制 (7)8.2.2单独清洗壳程 (7)8.2.2.1只洗一号换热器壳程的流程 (7)8.2.2.2只洗一号换热器壳程的阀门控制 (7)8.2.2.3只洗二号换热器壳程的流程 (7)8.2.2.4只洗二号换热器壳程的阀门控制 (7)8.2.2.5只洗三号换热器壳程的流程 (7)8.2.2.6只洗三号换热器壳程的阀门控制 (7)8.2.2.7只洗四号换热器壳程的流程 (8)8.2.2.8只洗四号换热器壳程的阀门控制 (8)8.3管程清洗流程及阀门控制 (8)8.3.1同时清洗管程 (8)8.3.1.1同时清洗管程的流程 (8)8.3.1.2同时清洗管程的阀门控制 (8)8.3.2单独清洗管程 (8)8.3.2.1只洗一号换热器管程的流程 (8)8.3.2.2只洗一号换热器管程的阀门控制 (8)8.3.2.3只洗二号换热器管程的流程 (8)8.3.2.4只洗二号换热器管程的阀门控制 (8)8.3.2.5只洗三号换热器管程的流程 (9)8.3.2.6只洗三号换热器管程的阀门控制 (9)8.3.2.7只洗四号换热器管程的流程 (9)8.3.2.8只洗四号换热器管程的阀门控制 (9)总结 (9)致谢 (10)参考资料 (10)附录 (10)1.前言化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节。
通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、带控制点的流程图等图形。
在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。
本次化工原理课程设计实际的生产任务是将10%的氢氧化钠溶液通过蒸发浓缩至50%的氢氧化钠的溶液，年产30万吨。
这次设计的任务包括管路的设计、换热器的设计和蒸发器的设计,而我的任务是管路的设计。
管路是由管子、管件、阀门、以及管路上的小型设备等管路组成件连接而成的输送流体或传递压力的通道。
在这次课程设计中，一方面提高了自己的思维能力和自己解决实际问题的能力，另一方面让我熟悉了化工厂在实际生产中使用的专用设备和相关零件以及实际生产环境和流程。
本次课程设计是以我们学生自己设计为主,老师负责解答我们所遇到的困难并指导我们的设计方向，所以在整个设计过程中，从对管路草图的讨论、修改，对各部分管路、管件的选择都要靠我们自己从相关书籍和资料中寻找和查阅相关数据和公式，而我们也从这一过程中学习和熟悉了这些专业工具书的使用方法。
而这一技巧对以后的工作有着非常巨大的帮助。
所以说，这次课程设计对我们在以后的工作中能够有出色表现打下了坚实的基础，也加强了我们自己的钻研精神和解决问题的能力。
这次课程设计是我们将课堂理论知识运用到实际生产的一次尝试。
课程设计这一平台给了我们独立思考的空间和自由发挥所学知识的机会，这对加深我们所学知识的理解有着很大的帮助。
在这次课程设计中我们自己操作，验证自己所学的理论知识，并在此基础上灵活设计出自己的一套生产方案，这一过程培养了我们严谨思考的习惯和在实际工作中灵活应变的能力。
总之，此次课程计是理论联系实际的桥梁，让我体会到了工程实际问题的复杂性，了解到了课程设计的基本内容，掌握了课程设计的主要程序和方法，培养了我解决实际问题的能力，也让我养成实事求是、严肃认真、高度负责的工作态度。
2.设计思路在氢氧化钠溶液的浓缩过程中,先把稀的碱液用较高温度的水加热到接近沸点,在用蒸发器将其中多余的水分蒸发掉,达到实际生产中所需的浓度。
考虑到在整个生产过程中料液都是在流动且原料液与完成液的浓度相差较大，一个换热器和一个蒸发器可能满足不了实际生产要求，所以在设计中采用多个换热器和多个蒸发器。
3.能源的合理利用多效蒸发是目前工业生产中浓缩溶液的常用装置。
随着科学技术的不断发展和节能降耗的需求，前期蒸发过程中如果将产生的蒸汽直接排向外界，不仅浪费了蒸汽，造成热能损失，而且其中夹杂的不良气体又会污染空气。
多效蒸发器能够很好的利用二次蒸汽，使二次蒸汽作为下一个蒸发器的热源，这不仅节经济合理、节约能源，而且减少了废气的排放，减轻了对环境的影响。
蒸发器中产生的冷凝水具有很高的温度，可以合理设计管道，把生成的冷凝水用于给换热器中的料液进行加热。
对于清洗管程和壳程的管道设计，我们尽量共用管道，以减少管道的成本。
4.具体任务说明本次课程设计的主要任务是将10%的氢氧化钠溶液加热蒸发浓缩至50%，年产30万吨。
设计任务包括管路设计、换热器设计以及蒸发器设计三个部分，而我负责的是管路设计。
在主要的输送管路和铺筑管路中的计算包括管路的直径、流量和能量损失，根据计算结果选择泵的类型，根据泵的性能指标和实际生产要求得出泵的安装高度。
设计管路中包括换热器的清洗，换热器包括管程和壳程，在设计清洗管路时要把清洗管程和清洗壳程的管路分开，还要考虑到一次清洗和分别清洗的情况，要求设计的管路实际可行，总长最短，清洗效果最佳。
从经济的角度考虑，要求管路中尽可能的减少阀门和接头的数量。
由于生产任务是连续24小时生产，所以所选管材必须内疲劳，管路必须易检修、易清洗和能替换。
本次设计中的生产料液是氢氧化钠溶液，是具有腐蚀性的碱液，所以所选管材可以选用耐腐蚀的无缝不锈钢管。
5.确定管径、管材及其型号从《化学化工物性数据手册》查得氢氧化钠溶液在20℃，1atm 时的物性数据为：ρ=1109 Kg/h μ=0.00175 Pa ·S年产30万吨50%的氢氧化钠溶液，一年工作330天，每天连续24小时工作，则完成液按小时算的产量是：h Kg /79.37878243301038=⨯⨯则10%的原料液的质量流量为：h Kg /95.189393%10%5079.37878=⨯换算为体积流量是：s m /0474.03600110995.1893933=⨯因为稀的氢氧化钠溶液与水的流速范围相差不大，可取ν=1.8m/s ，之后再经过核算求取ν。
则：m d 183.08.10474.04=⨯⨯=π由于输送的是稀碱液，所以输送管路都用耐腐蚀的铸铁管，其主要参数如下：表5-1 所选管道参数项目 参数 型号公称直径/mm 壁厚/mm 内径/mmGB/T14976 200 8 184重新核算流速，即：m/s 78.1184.00474.042=⨯⨯=πυ 6.泵的选型生产时需要将氢氧化钠溶液输送到距离液面高度为7m 的第一效蒸发器入口，以储液槽的液面为1-1’面，出口管的内侧为3-3’面。
草图如下：图6-1在1-1’和3-3’截面之间运用伯努利方程：∑+++=+++f h gP g Z He g P Z ρυρυ323312112g 2式中：Z 1=0 Z 3=7m P 1=P 3=1atm ν1=0 ν3=1.78因此方程简化为：∑∑∑+=+⨯+=++=f f f h h h g Z He 16.78.9278.1722233υ只要算出系统的总能量损失∑h f ，就可以算出泵的压头。
6.1总能量损失∑hf 的计算g d l l h ef 22υζλ⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⨯=∑∑∑ 表6-1 阀门和弯头的个数及当量长度90 标准弯头 标准三通 全开闸阀 底阀 截止阀个数 4 10 1 1 1当量长度/m 1.2 2.5 0.25 2.8 2.5局部阻力系数ξ 0.75 3.5 0.17 8.5 6.4总当量长度m le35.355.218.2125.015.2102.14=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∑总局部阻力系数07.534.615.8117.015.31075.04∑=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=ζ取管壁的相对粗糙度ε=0.20mm,则管壁的相对粗糙度为001.020020.0==d ε雷诺数22560200175.0110978.12.0=⨯⨯==μυρd R e查表得摩擦系数λ=0.041 设管长为50m 则：m h f 41.118.9278.1)07.532.035.3550041.0(2=⨯⨯++⨯=∑每一个换热器间的能量损失是20KPa ，则：m 36.78.91109200004h 'f =⨯⨯=6.2泵的确定由以上计算的到泵的理论压头：m 93.2536.741.1116.7e =++=H泵的实际压头是理论压头的1.03到1.1倍，所以：m 52.281.193.25'e =⨯=H最终选择耐腐蚀泵F50-30表6-2 耐腐蚀泵F50-30的参数项目 参数 项目 参数 泵的型号 50F-30 轴功率kw 3.5 流量L/s 50 电机功率kw 6.5 扬程m 30 效率%44 转速r/min6500允许吸上真空度m66.3泵的最大允许安装高度的确定如泵的工作草图6-1所示，在面1-1’和2-2’之间列伯努利方程： 2122'sg g2---=f H H H υ在20℃，10%的NaOH 的饱和蒸汽压H v =2200Pa=0.22m 水柱，设当地大气压H a =10m 水柱。
mH H H H V 21.5)24.022.0()33.1010(6)24.0)33.10(a s 's =+--+=+--+=（有一个底阀和一个90 的标准弯头，则：m l42.118.21e=⨯+⨯=∑∑⨯+⨯=75.014.61ζ设10%氢氧化钠溶液储液槽到泵吸入口之间的距离为10m ，则：m62.18.9278.115.72.0410041.0g2d(222e21f =⨯⨯++⨯=⨯++⨯=∑∑-）（）υζλl l H则：mH H H f g 43.362.18.9278.121.5g222122's=-⨯-=--=-υ在实际生产中，安装高度比理论高度小0.5到1.0米，所以在我的设计中，泵的安装高度在液面上方2.4米。
7.阀门及管件的选择阀门的选择要参考介质温度、工作压力和操作要求等各方面的因素，由此工艺流程设计要求，选择如下：截止阀型号：J45W-25Ti闸阀型号：Z40W-16Ti 型钛合金楔式闸阀 三通阀型号：1Cr18Ni9Ti 90 标准弯头型号：CrSMo 以上所选材质均耐碱性腐蚀。