化工原理课程设计汇总
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。
化工原理课程设计附录
附录一、水与蒸汽的物理性质1水的物理性质2 水的饱和蒸气压(-20～100℃)3 饱和水蒸气表(以温度为准)4 饱和水蒸气表(以压强为准)(Ⅰ)5 饱和水蒸气表(以压强为准)(Ⅱ)二、干空气的物理性质(p=101325Pa)四、液体及水溶液的物理性质1 某些液体的重要物理性质2 油类的相对密度3 氢氧化钠水溶液相对密度4 浓硫酸水溶液相对密度5 稀硫酸及硝酸、盐酸水溶液相对密度6 有机液体相对密度共线图7 有机液体的表面张力共线图8 某些无机物水溶液的表面张力/(dyn/cm)9 液体在20℃的体积膨胀系数10 液体黏度共线图11 液体比热容共线图12 某些液体的热导率λ×102/［kcal/(m·h·℃)］13 液体汽化潜热共线图14 无机溶液在大气压（101 3kPa）下的沸点15 液体的普朗特数(算图)五、气体的重要物理性质1 某些气体的重要物理性质2 气体黏度共线图（常压下用）3 气体比热容共线图（常压下用）4 常用气体的热导率5 某些气体的Pr数值六、固体性质1．常用固体材料的重要物理性质2 某些固体材料的黑度(ε)七、管子规格1 水煤气输送钢管(摘自GB 3091—93，GB 3092—93)2 无缝钢管规格简表3 热交换器用HSn62 1，HSn70 1，H68拉制黄铜管(摘自YB 448—64)4 承插式铸铁管规格八、泵与风机九、1 B型水泵性能表(摘录)2 8 18、9 27离心通风机综合特性曲线图九、换热器1 热交换器系列标准(摘录)2 冷凝器规格十一、流体常用流速范围参考文献。
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。
化工原理课程设计
运用化工原理及相关课程的基础理论，结合工程实际，采用计算机辅助设计软 件等工具，进行工艺流程模拟与优化、设备选型和计算、车间布置设计等。
02
化工原理基础知识
化工过程基本原理
质量守恒定律
在任何化工过程中，物质的质量不会凭 空产生或消失，只会从一种形式转化为 另一种形式。
能量守恒定律
在化工过程中，能量既不能被创造也不 能被消灭，只能从一种形式转化为另一 种形式。
作品三
点评其环保理念在设计中的体现，减少对环境的污染并实现可持续发展。
作品四
点评其综合运用化工原理知识，解决复杂工程问题的能力。
06
课程总结与展望
本次课程总结回顾
课程目标与内容
本次化工原理课程设计旨在通过实践应用化工原理知识，培养学生分析和解决工程问题的能力。课程内容包括流体流 动、传热、传质分离等基础实验，以及工艺流程设计、设备选型和模拟优化等综合项目。
据。
02
数据处理
对采集到的数据进行整理、分 类和计算，得出实验结果。
03
数据分析
运用统计分析方法，对实验结 果进行解释和评估，验证实验
假设。
结果讨论与改进措施
结果讨论
将实验结果与预期目标进行比较，分析差异 原因，总结实验经验。
改进措施
针对实验过程中出现的问题和不足，提出改 进方案和优化措施。
实验报告
学习态度与方法
回顾本次课程设计，我认为自己在学 习态度和方法上还存在一些问题。例 如，有时过于追求速度而忽略了细节 和准确性；在遇到困难时缺乏耐心和 毅力，容易放弃或寻求他人帮助。为 了改进这些问题，我需要更加专注和 细心地对待每一个任务，并学会独立 思考和解决问题。
对未来学习的建议与展望
化工原理课程设计
化工原理课程设计（一）——碳八分离工段原料预热器设计学生姓名：왕량学校：대련대학专业班级：화공101学号：10412041指导老师：왕위징时间：2012.07.08目录一、设计任务书 (3)二、概述及设计方案简介 (4)1.碳八芳烃分离工艺简介 (4)2.换热器简介 (4)三、设计条件及主要物性参数 (7)1.设计条件 (7)2.主要物性参数 (7)四、工艺设计计算 (9)1.估算传热面积 (9)2.选择管径和管内流速 (11)3.选取管长、确定管程数和总管数 (12)4.平均传热温差校正及壳程数 (13)5.传热管排列 (14)6.管心距 (15)7.管束的分程方法 (15)8.壳体内径 (16)9.折流板和支承板 (16)10.其它主要附件 (17)11.接管 (17)五、换热器核算 (17)1.热流量核算 (17)2. 传热管和壳体壁温核算 (24)3. 换热器内流体阻力计算 (26)六、设计自我评述 (31)七、参考文献 (32)八、主要符号表 (32)八、附录 (33)附录1 工艺尺寸图 (33)附录2工艺流程图 (34)一、设计任务书化工原理课程设计任务书姓名：王亮班级：化工101碳八分离工段原料预热器设计冷流体：液体（流量15Koml/h）组成摩尔分率乙苯对二甲苯间二甲苯邻二甲苯18% 18% 40% 24%加热水蒸气压力为122Kg cm/由20℃加热到162℃要求管程和壳程压差均小于50KPa,设计标准式列管换热器二、概述及设计方案简介1.碳八芳烃分离工艺简介碳八芳烃分离即C8芳烃分离，根据工业需要将碳八芳烃分离成单一组分或馏分的过程。
C8芳烃分离的主要目的是活的经济价值较高的对二甲苯和邻二甲苯。
因此，C8芳烃分离有常常与碳八芳烃异构化结合在一起，以获得更多的对、邻二甲苯。
在个别情况下，也要分离出高纯度的乙苯、苯乙烯。
各种C8芳烃间沸点很接近难以用一般的精馏方法分离，各种C8芳烃沸点如表所示。
化工原理课程教学内容设计
化工原理课程教学内容设计一、课程简介化工原理是化学工程专业的基础课程之一，旨在培养学生对化学工程领域中的基本原理和理论进行掌握和应用的能力。
本课程内容设计旨在帮助学生全面了解化工原理的基本概念、原理和应用，并培养学生的分析问题和解决问题的能力。
二、教学目标1. 掌握化工原理中的基础概念和本质；2. 理解化工原理与化学工程实际应用的关系；3. 培养学生的问题分析与解决能力；4. 培养学生的团队合作和沟通能力。
三、教学内容及安排1. 化工原理的基本概念（2周）1.1 化学工程与化工原理的关系1.2 化工原理的发展历程1.3 化工原理中的重要概念和术语2. 物质的组成与结构（3周）2.1 原子和元素2.2 分子和化学键2.3 物质的组成与性质2.4 化学平衡与反应动力学3. 基本热力学（4周）3.1 能量和热力学基本概念3.2 热力学定律与计算3.3 化学反应热力学3.4 理想气体混合物的热力学计算4. 流体力学基础（3周）4.1 流体的性质和流动方式4.2 流体静力学4.3 流体动力学4.4 流体力学方程和应用5. 物质传输基础（4周）5.1 质量传输基础5.2 热传输基础5.3 动量传输基础5.4 物质传输方程和应用6. 反应工程基础（4周）6.1 化学反应工程基本概念6.2 反应动力学与反应速率方程6.3 反应器的基本类型和性能6.4 反应器的设计和应用四、教学方法1. 理论讲授：通过教师的讲授，向学生传授化工原理的基本概念和理论知识。
讲授过程中，可采用多媒体辅助教学，例如使用投影仪展示示意图、计算公式等。
2. 实验教学：在教学过程中，适当安排化学工程实验、模拟实验等，通过实际操作和实验数据分析，帮助学生深入理解化工原理的实际应用。
3. 讨论研究：引导学生参与课堂讨论，组织小组讨论，提出问题和解决问题的思路。
通过学生的交流和思考，培养学生的问题分析和解决问题的能力。
4. 课程设计项目：每学期结合具体实例，布置一到两个课程设计项目。
化工原理课程设计题目
化工原理课程设计题目
化工原理课程设计题目：
设计题目
１、苯－甲苯混合液常压连续精馏塔设计；
２、乙醇－水混合液的常压连续精馏塔设计；
３、正戊烷-正己烷混合液的常压连续蒸馏塔设计
４、氯仿（三氯甲烷）－四氯化碳混合液的常压连续蒸馏塔设计；５、正庚烷－正辛烷混合液的常压连续蒸馏塔设计；
６、苯－氯仿混合液的常压连续蒸馏塔设计；
７、苯－苯乙烯混合液的常压连续蒸馏塔设计。
日处理原料量80吨，一天按20小时工作时计算。
原料液中轻组分含量41%，要求塔顶馏出液中轻组分含量不低于96%，釜液中重组分含量不低于96%（以上均为质量含量）。
用筛
板塔常压蒸馏。
（设计要求
１生产任务选择题目相同，需要对任务中的各数字进行改动，必须做到每人一题，且数据不同。
）
进料方式：自选q=1
乙醇和水：70吨/日，原料液轻组分为50%，馏出液轻组分98%，釜液重组分96%
2、设计内容
（1）实际塔板数的确定，加料板位置的确定，塔高的计算，塔径的计算
（2）塔顶冷凝器的选择计算，（选用列管式换热器）
（3）塔底再沸器热量恒算。
水蒸气的用量。
（4）原料储存设备和精馏塔之间距离8米，根据物料衡算和能量衡算，选择管路流动路线，管路尺寸，材料，管路中所需泵的型号。
3、说明
（1）计算过程中两组分的饱和蒸汽压可用Antoine方程计算，理论板数可用作图法求出。
由理论板数求实际板数时，全塔效率E可选
用经验值。
（2）计算塔高时，板间距选用经验值。
化工原理课程设计图
化工原理课程设计图一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握化工原理的基本概念，如流体力学、热力学、传质与传热等；2. 学会运用化工原理分析化学工业过程中常见的问题，如流体输送、热量交换、物质分离等；3. 掌握化工流程图的基本绘制方法，能够阅读并分析化工工艺流程图。
技能目标：1. 培养学生运用数学、物理等基础知识解决化工实际问题的能力；2. 培养学生运用化工原理进行实验设计与数据处理的能力；3. 提高学生的团队合作与沟通能力，能够就化工原理问题进行讨论和交流。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学工业的兴趣，激发学生探索化学世界的好奇心；2. 增强学生的环保意识，使他们在化工生产过程中关注环境保护和可持续发展；3. 培养学生严谨、细致、勇于探索的学习态度，为未来从事化学工程及相关领域工作奠定基础。
课程性质分析：本课程为高中化学选修课程，旨在帮助学生了解化工原理在化学工业中的应用，培养学生解决实际问题的能力。
学生特点分析：高中生具备一定的数学、物理和化学基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手能力，但对化工原理的了解相对较少。
教学要求：1. 结合实际案例，深入浅出地讲解化工原理知识；2. 设计丰富的实践活动，提高学生的实际操作能力；3. 注重培养学生的团队协作和沟通能力，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 流体力学基础：流体性质、流体静力学、流体动力学、流体阻力与流动形态；2. 热力学基础：热力学第一定律、热力学第二定律、焓与熵的概念及其在化工中的应用；3. 传质与传热：质量传递原理、热量传递原理、传质系数与传热系数的计算；4. 化工单元操作：流体输送、热量交换、吸收与解吸、蒸馏、萃取等；5. 化工流程图绘制与分析：化工设备符号、工艺流程图、流程图的解读与分析。
教学大纲安排：第一周：流体力学基础，流体性质与流体静力学；第二周：流体动力学与流体阻力，流体流动形态；第三周：热力学第一定律，热力学第二定律；第四周：焓与熵的概念及其在化工中的应用；第五周：传质与传热原理，传质系数与传热系数的计算；第六周：化工单元操作，流体输送、热量交换；第七周：吸收与解吸、蒸馏、萃取等单元操作；第八周：化工流程图的绘制与分析，设备符号与工艺流程图的识别。
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按选定的管径和流速确定管子数目，再根据所需传 热面积，求得管子长度。实际所取管长应根据出厂 的钢管长度合理截用。
标准中管长有1.5m，2m，3m ，5m （4.5m ）， 6m和8m （9m）六种，其中以3m 、6m更为普遍。
管子的长度应与管径相适应，一般管长与管径之比， 即L/D约为4～6
若冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确 定两端温度的问题。
若其中一个流体已知进口温度，则出口温度应由设计者 来确定。
例如：用冷水冷却某热流体，冷却水进口温度可根据当地 气温条件作出估计，出口温度需根据经济衡算来决定。 ➢为节省水量，出口温度提高，则传热面积要大些； ➢为减少传热面积，出口温度降低，则要增加水量。
应力
上述各点若不能同时兼顾，应视具体情况抓主要矛盾。
先流体的压强、防腐蚀和清洗等要求，再校核对流传热系数和压强降。
3、流速的确定
增加流速
对流传热系数↑ ，污垢热阻↓→总传热系数↑ →传热面积↓ 流动阻力↑和动力消耗↑
还需考虑结构上： 一定传热面积
高流速→管子数目↓→较长管子或增加程数
管子太长不易清洗，且管长都有一定标准；程数增加使平均 温度差下降
化工原理课程设计
———列管式换热器
设计的目的及要求
意义:化工原理课程设计是一个具有总结性的实践教 学环节。是综合应用本课程和相关课程知识，完成 以某单元操作为主的一次设计实践。为毕业设计和 今后从事技术工作打下一定的基础。
1.巩固和掌握本课程的主要知识； 2.培养综合运用所学知识去解决生产实际问题的能
1、换热器类型的选择 固定管板式换热器
固定管板式换热器管束连接在管板上，管板与壳体焊接。
接管 壳体
壳程
折流挡板
管程 封头（ 端盖、管箱）
管束
单管程固定管板换热器
管板
列管式换热器
★卧式安装特点：重心稳，维修方便，用于冷凝 时传热效果较好。但占地面积大，换热器内须装 支承板。
优点： 1）传热面积比浮头式换热器大20%-30%； 2）旁路漏流较少； 3）没有内漏。
常用的流速范围
流体种类 一般流体 易结垢流体
气体
流速 管程 壳程 0.5~3 0.2~1.5
>1
>0.5
5~30 3~15
不同粘度液体的流速
液体粘度 >1500 1500~500 500~100 100~35
35~1 <1
最大流速 0.6 0.75 1.1 1.5 1.8 2.4
4、流体两端温度的确定
缺点:
1)在管子的U型处易冲蚀，应控制管内流速; 2)管程不适用于结垢较重的场合;
可用的场合:
1)管程走清洁流体; 2)管程压力特别高; 3)管壳程金属温差很大，固定管板换热器连设置膨胀 节都无法满足要求的场合.
2、流动空间的选择
① 不洁净和易结垢的液体宜在管内-清洗比较方便 ② 腐蚀性流体宜在管内-避免壳体和管子同时腐蚀，便于清洗 ③ 压强高的流体宜在管内-免壳体受压，节省壳程金属消耗量 ④ 饱和蒸汽宜走管间-便于及时排除冷凝液及不凝性气体 ⑤ 有毒流体宜走管内，使泄露机会较少 ⑥ 被冷却的流体宜走管间-可利用外壳向外的散热作用 ⑦ 流量小或粘度大的液体，宜走管间-提高对流传热系数 ⑧ 若两流体的温差较大，对流传热系数较大者宜走管间-减少热
优点：
1)管束可以抽出，以方便清洗管程、壳程； 2)壳程壁与管壁不受温差限制； 3)可在高温、高压下工作，一般温度T≤450℃，P ≤6.4MPa； 4)可用于结垢比较严重的场合； 5)可用于管程腐蚀场合。
缺点杂。
可用的场合： 1）管壳程金属温差很大场合； 2）壳程介质易结垢要求经常清洗的场合；
一般，设计时冷却水两端温度差可取为5~10℃。
二、列管式换热器的结构
1、管程结构
①换热管规格和排列的选择
换热管直径越小，换热器单位体积的传热面积越大。因此， 对于洁净的流体管径可取小些。但对于不洁净或易结垢的流 体，管径应取得大些，以免堵塞。考虑到制造和维修的方便， 加热管的规格不宜过多。目前我国试行的系列标准规定采用 Φ25mm × 2.5mm 和 Φ 19mm × 2mm两种规格。
U形管式换热器
U形换热器的典型结构如图。这种换热器的结构特点是， 只有一块管板，管束由多根U形管组成，管的两端固定在 同一块管板上，管子可以自由伸缩。当壳体与U形换热管 有温差时，不会产生热应力。
优点：
１）管束可抽出来机械清洗； ２）壳体与管壁不受温差限制； ３）可在高温、高压下工作，一般适用于T≤500℃， P ≤10MPa; 4)可用于壳程结垢比较严重的场合。
6.熟悉有关的国家标准和部颁标准及技术规范。
7.具有用简洁的文字和正确的图表来表达自己设 计思想与设计成果的能力。
换热器：在不同温度的流体间传递热能的装置称
为换热器。
在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛 使用各种换热器，且它们是上述行业的通用设备， 占有十分重要的地位。
一、设计方案的确定
膨胀节结构
适用的场合： 1）管壳程金属温差不是很大的场合； 2）壳程流体清洁，无需经常抽出管束清洗
的场合。
浮头式换热器
两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对 壳体自由移动，称为浮头。浮头由浮头管板和浮 头端盖组成，是可拆连接，管束可从壳体内抽出。 管束与壳体的热变形互不约束，因而不会主生热 应力。
力； 3.查阅资料，选用公示和搜集数据（包括从已发表
的文献、相关手册和从生产现场中搜集）的能力；
4.掌握化工设备的工艺设计程序、方法和有关的 设计原则。包括查阅技术资料、正确选择工艺参 数、搜集有关公式和使用图表手册的能力，以及 正确进行工程计算的能力；
5.树立正确的设计思想，用工程观念来考虑设计 内容。使理论正确、技术可行、操作安全、经济 合理。