《化工原理课程设计》指南
A4 化工原理课程设计指导书.
化工原理课程设计指导书化工原理课程设计是本课程教学过程中的重要环节。
其目的在于培养学生独立从事工程技术工作,提高学生分析和解决生产实际问题的能力。
通过课程设计,使学生能较全面、系统地运用本课程和其他相关课程的知识,进行一次化工单元操作工艺设计和设备设计的基本训练;培养学生论述、计算、制表和绘图等表达设计思想的方法和手段;从中初步学会查阅技术资料、化工图表、曲线及收集有关物化数据,经验公式等基本技能。
为使设计成果的工艺尺寸、参数及基本结构正确,做到技术上可行,经济上合理,应尽量从生产实际的角度去考虑和分析问题,力求设备制造、安装检修及操作方便与可能。
同时在设计过程中,要求论证、计算简练,图表清晰正确,设计程序条理层次分明,引用的数据及公式应注明出处,黑色钢笔书写工整清楚。
二组分常压连续浮阀塔设计步骤及方法提要一、接受任务,熟悉与设计内容和任务有关的图书、资料、手册。
二、选择工艺流程包括确定加料方式、加料状态,塔顶蒸汽冷凝方式,塔釜加热方式及热能合理利用等方面。
三、物料衡算通过对全塔和轻组分的物料衡算,求出塔顶馏出液量及塔釜残液量,并列出衡算表。
表格自拟,内容提示:原料(F:㎏/h kmol/h m3/h m3/s其中A的量(F*x F:㎏/h kmol/h m3/h m3/s馏出液(D;x D:内容同上残液(W;x W:内容同上四、塔板数计算1、塔顶、加料板及塔釜温度t D,t F,t W的确定。
(由t---x---y图及x D,x F,x W分别查找2、平均相对挥发度的计算[可近似取α=(0/B O A P P;α均=3W F D ααα∙∙] 3、最小回流比的计算R 小=qq q D y y χχ-- 4、操作回流比的确定:R=(1.1----2R 小5、作y-x 图,并用图解法求理论板数。
6、实际塔板数的计算计算全塔平均温度下的平均分子粘度μL 及α;据此求出全塔效率,进而确定实际塔板数和加料板位置。
化工原理课程设计
1.1 课题背景 高径比很大的设备称为塔器。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备 之一，它可使气（或汽）液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及 传热的目的，常见的、可在塔设备中完成的单元操作有：精馏、吸收、解吸 和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收，气体的湿法净制和干燥，以及兼装置的产品产量、质量、生 产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面都有重大的影响。 据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例。 因此，塔设备的设计和研究，受到化工、炼油等行业的高度重视。 1.2 问题描述 作为主要用于传质过程的塔设备， 首先必须使气 （汽） 液两相充分接触， 以获得较高的传质效率。此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考虑 下列各项要求： （１）生产能力大。在较大的气（汽）液流速下，仍不致发生大量的雾 沫夹带、拦液或液泛等破坏正常操作的现象。 （２）操作稳定、弹性大。当塔设备的气（汽）液负荷量有较大的波动 时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作，并且塔设备应保证能长期连 续操作。 （３）流体流动的阻力小。即流体通过塔设备的压力降小。这将大大节 省生产中的动力消耗，以及降低经常操作费用。对于减压蒸馏操作，较大的 压力降还使系统无法维持必要的真空度。 （４）结构简单、材料耗用量小、制造和安装容易。这可以减少基建过
2.1 操作条件的确定 2.1.1 操作方式（精馏方式） 本设计采用连续精馏方式。原料液连续加入精馏塔中，并连续收集产物 和排出残液。与间歇蒸馏相比具有生产能力大，集成度高，可控性好，产品 质量稳定等优点，工业生产中以连续精馏为主，而间歇精馏适合于小规模、 多品种或多组分物系的初步分离。由于所涉浓度范围内苯和氯苯的挥发度相 差较大，因而无须采用特殊精馏。 2.1.2 离心泵的选择 由于化工生产中被输送液体的性质、压强和流量等差异很大，为了适应 各种不同要求，离心泵的类型也是多种多样的。按输送液体的性质可分为清 水泵、耐腐蚀泵、油泵、液下泵、屏蔽泵、杂质泵、管道泵和低温用泵等。 清水泵是 应用最 广的离心泵，在化工生产中 用来输送 各种工业用水 以及物 理、化学性质类似于水的其他液体。故我们采用水泵。 2.1.3 冷凝器的选择 精馏塔顶出来的气相，一般需要用其它冷媒冷疑（如循环水、冷冻水或 冷物料） 。塔顶冷凝装置可采用全凝器、分凝器两种不同的设置。当被冷凝 的气相温度较高及组分较单一且常温下为液态时，一般采用全凝器冷凝，用 循环水做冷媒；当被冷凝的气相温度较高但组分较多且常温下有某组分为气 态或易气化时，一般采用分凝器冷凝，先用循环水做冷媒将气相中沸点较高 的组分冷凝下来，未冷凝气体再用低温冷冻水做冷媒冷凝，即所谓分凝器冷 凝。在这里采用全凝器，因为可以准确的控制回流比。 2.1.4 加热方式的选择
化工原理课程设计说明书
化工原理课程设计说明书
一、课程背景
本课程设计选择的课程为化工原理，是一门集理论和实验于一体的课程。
化工原理课程旨在帮助学生了解基本的化学、物理、分析化学、工程
原理。
它还阐述了有关化工过程的基本概念，如反应热、反应机理、热力
学等，这些概念和知识都是实习期间不可缺少的基础。
二、课程目标
1.能够分析和撰写化工原理的相关理论；
2.能够运用化工原理解决实际工程问题；
3.熟悉化工原理中的基本概念，包括反应热、反应机理、热力学等；
4.理解和掌握基本的实验设计技能；
5.掌握和深入分析化工原理的实验技术的相关概念，为未来的实践打
下坚实的基础。
三、教学内容
1.反应热学：此部分将介绍什么是反应热学和反应热学的基本概念，
以及教学中常用的实验方法。
2.反应机理：此部分将介绍反应机理的概念，以及如何分析反应机理，使用反应机理理解反应机理的过程。
3.热力学：本部分将介绍热力学的概念，以及K值和G值的定义及计算，以及深入讨论热力学概念中的一些重要问题，如自由能函数、热力学
参数和热力学原理的应用。
4.实验技术：本部分将介绍实验技术的基本概念，以及实验技术应用于化工原理研究的重要性，以及实。
化工原理课程设计设计书
化工原理课程设计设计书一、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，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）了解化工原理的基本概念和原理；（2）掌握化工流程图的绘制和分析方法；（3）熟悉化工单元操作的基本原理和计算方法；（4）了解化工工艺流程和设备选型。
2.技能目标：（1）能够运用化工原理解决实际问题；（2）具备化工流程图的绘制和分析能力；（3）能独立完成化工单元操作的计算和设计；（4）具备一定的化工工艺流程设计和设备选型能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对化工行业的兴趣和热情；（2）增强学生的创新意识和团队协作精神；（3）培养学生遵守纪律、严谨治学的学术态度。
二、教学内容本课程主要内容包括化工原理的基本概念、理论和方法，以及化工单元操作和工艺流程。
具体安排如下：1.化工原理的基本概念和原理：主要包括化工过程的基本特点、化工流程图的绘制和分析方法。
2.化工单元操作：包括流体流动、压力容器、传热、传质、反应工程等基本操作原理和计算方法。
3.化工工艺流程和设备选型：主要包括工艺流程的设计原则、设备选型依据和实例分析。
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，引导学生掌握化工原理的核心内容。
2.案例分析法：通过分析实际案例，培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。
3.实验法：进行化工单元操作的实验，让学生亲身体验和理解化工原理。
4.讨论法：学生分组讨论，培养学生的团队协作能力和创新思维。
四、教学资源1.教材：选用权威、实用的化工原理教材，为学生提供系统、全面的学习资源。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高课堂教学效果。
4.实验设备：配备齐全的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程采用多元化的评估方式，全面客观地评价学生的学习成果。
化工原理课程设计完整版
————大学化工原理课程设计说明书专业：班级：学生姓名：学生学号：指导教师：提交时间：成绩：化工原理课程设计任务书专业班级设计人一、设计题目分离乙醇-水混合液（混合气）的填料精馏塔二、设计数据及条件生产能力：年处理乙醇-水混合液（混合气）：0.7 万吨（开工率300天/年）；原料：乙醇含量为40 %（质量百分率，下同）的常温液体（气体）；分离要求：塔顶乙醇含量不低于（不高于）93 %；塔底乙醇含量不高于（不低于）0.3 %。
建厂地址：沈阳三、设计要求（一）编制一份设计说明书，主要内容包括：1、前言；2、流程的确定和说明（附流程简图）；3、生产条件的确定和说明；4、精馏（吸收）塔的设计计算；5、附属设备的选型和计算；6、设计结果列表；7、设计结果的讨论与说明；8、注明参考和使用的设计资料；9、结束语。
（二）绘制一个带控制点的工艺流程图（2#图）（三）绘制精馏（吸收）塔的工艺条件图（坐标纸）四、设计日期：2012 年03 月07 日至2012 年03 月18 日目录前言 (1)第一章流程确定和说明 (2)1.1加料方式的确定 (2)1.2进料状况的确定 (2)1.3冷凝方式的确定 (2)1.4回流方式的确定 (3)1.5加热方式的确定 (3)1.6再沸器型式的确定 (3)第二章精馏塔设计计算 (4)2.1操作条件与基础数据 (4)2.1.1操作压力 (4)2.1.2气液平衡关系与平衡数据 (4)2.1.3回流比 (4)2.2精馏塔工艺计算 (5)2.2.1物料衡算 (5)2.2.2 热量衡算 (9)2.2.3理论塔板数的计算 (12)2.2.4实际塔板数的计算 (13)2.3精馏塔主要尺寸的设计计算 (15)2.3.1塔和塔板设计的主要依据和条件 (15)2.3.2. 塔体工艺尺寸的计算 (18)2.3.3填料层高度的计算 (21)2.3.4填料层压降的计算 (22)2.3.5填料层的分段 (24)第三章附属设备及主要附件的选型计算 (25)3.1冷凝器的选择 (25)3.1.1 冷凝剂的选择 (25)3.2再沸器的选择 (26)3.2.1间接加热蒸气量 (26)3.2.2再沸器加热面积 (26)3.3塔内其他构件 (27)3.3.1 接管的计算与选择 (27)3.3.2 液体分布器 (29)3.3.3 除沫器的选择 (30)3.3.4 液体再分布器 (31)3.3.5填料及支撑板的选择 (31)3.3.6裙座的设计 (31)3.3.7手孔的设计 (32)3.3.8 塔釜设计 (32)3.3.9 塔的顶部空间高度 (32)3.4精馏塔高度计算 (32)第四章设计结果的自我总结和评价 (34)4.1精馏塔主要工艺尺寸与主要设计参数汇总表 (34)4.2精馏塔主要工艺尺寸 (34)4.3同组数据比较 (35)4.4设计结果的自我总结与评价 (35)附录 (37)一、符号说明 (37)二、不同设计条件下设计结果比较 (38)前言在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。
化工原理课程设计说明书模板
化工原理课程设计说明书模板化工原理课程设计说明书模板一、设计目的与意义本次化工原理课程设计旨在通过实践操作，加深学生对于化工原理的理解与应用，培养学生的动手能力以及解决实际问题的能力。
通过本次设计，学生将能够熟悉常见的化工流程图、能够进行物质平衡计算，并能够运用化工原理解决实际问题。
二、设计内容与要求1.设计名称：某化工厂生产甲醇的流程设计。
2.设计要求：根据给定的原料、产物及反应条件，确定该化工厂甲醇生产的最佳流程，并进行流程图绘制、物质平衡计算及能量平衡计算。
三、设计步骤1.确定反应方程式：根据给定的原料及产物，确定甲醇的生产反应方程式。
2.绘制流程图：根据甲醇生产的反应方程式，绘制甲醇生产过程的流程图，并标注每个单元操作的名称、输入输出物流等。
3.进行物质平衡计算：根据给定的原料及产物的摩尔数或质量数，以及反应方程式，进行物质平衡计算，并验证总摩尔数或质量数是否平衡。
4.进行能量平衡计算：根据每个单元操作的能量输入输出情况，以及反应热等热力学参数，进行能量平衡计算，并验证能量是否平衡。
5.进行流程改进：根据物质平衡和能量平衡的结果，对流程进行改进，并分析改进后的流程对产品质量和产量的影响。
四、设计要点1.反应方程式的确定：需要根据甲醇的生产原料及产物，确定合适的反应方程式，并考虑到反应的热力学条件，如反应热、反应速度等。
2.流程图的绘制：应该清晰明了，标注每个单元操作的名称、输入输出物流及流程中存在的能量交换。
3.物质平衡计算：在计算过程中，需要准确、细致地考虑每个单元操作中输入物流和输出物流的变化情况，确保物质平衡的准确性。
4.能量平衡计算：要考虑到每个单元操作中的能量输入输出情况，以及反应热等热力学参数的影响，确保能量平衡的准确性。
5.流程改进分析：需要根据物质平衡和能量平衡的结果，对流程进行改进，并分析改进后的流程对产品质量和产量的影响，提出相应的优化建议。
五、设计结果与总结通过本次化工原理课程设计，可以得到甲醇生产的最佳流程，并得到相应的物质平衡计算和能量平衡计算结果。
化工原理课程设计(第二版)
第3章换热装置的工艺设计
3.1概述
3.2管壳式换热器的 工艺设计
3.3再沸器的工艺设 计
3.4换热器设计任务 四则
第4章蒸发装置的工艺设计
4.1概述
4.2多效蒸发过程的 工艺计算
4.3蒸发器主要工艺 结构尺寸的设计计算
4.4蒸发装置的辅助 设备
第4章蒸发装置的工艺设计
4.5蒸发装置工 艺设计示例
附录4管法兰
5
附录5椭圆形封 头
作者介绍
同名作者介绍
这是《化工原理课程设计（第二版）》的读书笔记模板，暂无该书作者的介绍。
读书笔记
读书笔记
这是《化工原理课程设计（第二版）》的读书笔记模板，可以替换为自己的心得。
精彩摘录
精彩摘录
这是《化工原理课程设计（第二版）》的读书笔记模板，可以替换为自己的精彩内容摘录。
化工原理课程设计（第二版）
读书笔记模板
01 思维导图
03 目录分析 05 读书笔记
目录
02 内容摘要 04 作者介绍 06 精彩摘录
思维导图
本书关键字分析思维导图
设计
概述
化工
教材
课程设计
化工 器
版
化工
装置 设计
任务
原理
工艺
换热
装置
设备
第章
示例
内容摘要
内容摘要
本书为高等院校化工原理课程设计教材，全书共分七章，内容包括：化工原理课程设计基础、搅拌装置、换 热装置、蒸发装置、塔设备、液 液萃取装置、干燥装置的工艺设计。为强调化学工程项目设计的实用性和可操作 性，本书选编了12个不同类型的化工装置设计示例，借此引导学生快速掌握化工装置的设计技巧与方法。本书可 作为化工、石油、材料、制药、生物、食品、环境等相关专业的教材，以及完成毕业设计的参考书，亦可供化工 领域设计、生产与管理部门工程技术人员参考。
王卫东化工原理课程设计
王卫东化工原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握化工原理中的基本概念，如反应速率、化学平衡、传质过程等；2. 掌握化工过程中的基本计算方法，如物质的量、浓度、转化率等计算；3. 了解化工设备的基本原理和结构，如反应釜、塔设备、换热器等。
技能目标：1. 能够运用所学原理分析和解决实际问题，如设计简单的化工流程、计算反应所需物质量等；2. 能够运用实验方法和设备进行简单的化工实验，如测定反应速率、分析物质成分等；3. 能够运用图表、数据和文字表达实验结果，进行数据分析。
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，激发探究精神；2. 培养学生的团队合作意识，学会与他人共同解决问题；3. 增强学生的环保意识，了解化工生产过程中的环保要求。
本课程针对高中年级学生，结合化工原理学科特点，注重理论联系实际，提高学生的实践操作能力。
课程目标具体、可衡量，旨在使学生掌握化工原理的基本知识，培养实际操作技能，同时注重情感态度价值观的培养，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，紧密结合教材，确保科学性和系统性。
主要包括以下部分：1. 化工原理基本概念：反应速率、化学平衡、传质过程等；- 教材章节：第一章 化工基本概念2. 化工过程中的基本计算方法：物质的量、浓度、转化率等计算；- 教材章节：第二章 化工计算3. 化工设备基本原理和结构：反应釜、塔设备、换热器等；- 教材章节：第三章 化工设备4. 实验方法和设备：测定反应速率、分析物质成分等；- 教材章节：第四章 化工实验方法5. 实际案例分析：设计简单的化工流程、计算反应所需物质量等；- 教材章节：第五章 化工案例分析教学进度安排如下：第一周：基本概念学习，反应速率和化学平衡；第二周：化工计算，物质的量、浓度、转化率；第三周：化工设备原理和结构；第四周：实验方法和设备，进行简单实验；第五周：实际案例分析，设计化工流程。
化工原理课程设计
新乡学院《课程设计》说明书专业名称化学工程与工艺年级班级学生姓名学号同组人学号指导教师姓名一、课程设计目的化工原理课程设计是同学们根据学习的化工原理的相关知识并结合老师在课堂上所教授的内容进行进一步的学习和实践。
培养自己工程设计能力和自主学习的能力。
通过化工原理课程设计的实践，可以逐渐培养学生的编程能力，计算机制图的能力以及加深学生对这门课程的理解与认识。
化工原理课程设计是以实际训练为主的课程，学生应在过程中收集设计数据，在教师指导下完成一定的设备设计任务，以达到培养设计能力的目的。
从这个意义上来说，掌握化工单元操作设计的基本程序和方法，培养工程设计能力十分重要。
进行课程设计实践也是大学必不可少的环节。
二、课程设计题目描述和要求2.1 设计题目描述(1)设计题目二氧化硫填料吸收塔及周边动力设备与管线设计设计一座填料吸收塔，用于脱除废气中的SO2，废气的处理量为1000m3/h，其中进口含SO2为9%（摩尔分率），采用清水进行逆流吸收。
要求塔吸收效率达94.9%。
吸收塔操作条件：常压101.3Kpa；恒温，气体与吸收剂温度：303K清水取自1800米外的湖水。
⒈设计满足吸收要求的填料塔及附属设备；⒉选择合适的流体输送管路与动力设备（求出扬程、选定型号等），并核算离心泵安装高度。
（2）设计要求设计时间为两周。
设计成果要求如下：1.完成设计所需数据的收集与整理2.完成填料塔的各种计算3.完成动力设备及管线的设计计算4.完成填料塔的设备组装图5. 完成设计说明书或计算书目录、设计题目任务、气液平衡数据、q n,l/q n,v、液泛速度、塔径、K Y a或K X a的算、H OL、N OL的计算、动力设备计算过程（包括管径确定）等（3）设计内容（1）设计方案的确定和说明（2）吸收塔的物料衡算；（3）吸收塔的工艺尺寸计算；（4）填料层压降的计算；（5）液体分布器简要设计；（6）绘制液体分布器施工图（7）吸收塔接管尺寸计算；（8）设计参数一览表；（9）绘制生产工艺流程图（10）绘制吸收塔设计条件图（11）对设计过程的评述和有关问题的讨论三、课程设计方案3.1吸收剂的选择本题吸收剂要求用清水3.2吸收装置的流程本题要求逆流操作3.3吸收塔设备及填料的选择3.3.1吸收塔设备本题要求是填料塔3.3.2填料的选择塔填料是填料塔中气液接触的基本构件，其性能的优劣是决定填料塔操作性能的主要因素，因此，塔填料的选择是填料塔设计的重要环节。
化工原理课程设计说明书
前言乙醇—水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。
因其良好的理化性能，而被广泛地应用于化工、日化、医药等行业。
乙醇多以蒸馏法生产，但是由于乙醇—水体系有共沸现象，普通的精馏对于得到高纯度的乙醇来说产量不好。
但是由于常用的多为其水溶液，因此，研究和改进乙醇—水体系的精馏设备是非常重要的。
塔设备是最常采用的精馏装置，精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
一般有板式塔和填料塔，板式塔可分为泡罩塔、浮阀塔和筛板塔。
泡罩塔是最早使用的板式塔，其优点是操作弹性大，液气比范围宽，使用多种介质，操作稳定可靠，但是其结构复杂，造价高，安装维修不方便，气相压降大，故限制了它的使用。
浮阀塔可根据气体流量的大小而上下浮动，可自行调节开度，而且结构简单，造价低；塔板开孔率大，生产能力大；气液接触时间长，塔板效率高，操作弹性大。
缺点是处理易结焦、高黏性的物料时，阀片易与塔板黏结，有时阀片会脱落或卡死，使塔板效率及操作弹性降低。
筛板塔是在塔板上钻有均布的筛孔，气体经筛孔与液体密切接触。
优点是结构简单，制造维修方便，造价低，生产能力高于浮阀塔，塔板效率与之相当。
缺点是操作范围窄，孔径易堵塞。
综合考虑生产能力、塔板效率、成本及操作弹性等因素，本设计选用筛板塔更有优势。
影响精馏操作的主要因素有：操作压力和物料特性、生产能力和产品质量、塔顶回流比和回流液的温度、进料热状况参数和进料口位置、全塔效率、再沸器和冷凝器的传热性能、加热介质和冷却介质的温位。
精馏过程是能量消耗较大的单元操作，降低精馏过程的能量消耗具有重要的经济意义，减少有效能损失是精馏过程节能的基本途径。
一般的方法有提高分离因子、降低向再沸器的供热量、热泵精馏、多效精馏、热能的综合利用。
因此在操作过程中要主要节能，提高节能意识。
- 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》指导书一、课程设计的目的与性质化工原理课程设计是化工原理课程的一个实践性、总结性和综合性的教学环节，是学生进一步学习、掌握化工原理课程的重要组成部分，也是培养学生综和运用课堂所学知识分析、解决实际问题所必不可少的教学过程。
现代工业要求相关工程技术人员不仅应是一名工艺师，还应当具备按工艺要求进行生产设备和生产线的选型配套及工程设计能力。
化工原理课程设计对学生进行初步的工程设计能力的培养和训练，为后续专业课程的学习及进一步培养学生的工程意识、实践意识和创新意识打下基础。
二、课程设计的基本要求(1)在设计过程中进一步掌握和正确运用所学基本理论和基本知识，了解工程设计的基本内容，掌握设计的程序和方法，培养发现问题、分析问题和解决问题的独立工作能力。
(2)在设计中要体现兼顾技术上的先进性、可行性和经济上的合理性，注意劳动条件和环境保护，树立正确的设计思想，培养严谨、求实和科学的工作作风。
(3)正确查阅文献资料和选用计算公式，准确而迅速地进行过程计算及主要设备的工艺设计计算。
(4)用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想和计算结果。
三、设计题目题目Ⅰ：在生产过程中需将3000kg/h的某种油（在90℃时，密度为825kg/m3；定压比容为2.22kJ/kg·℃；导热系数为0.140W/m·℃；粘度为0.000715Pa·s；污垢热阻为0.000172m2·℃/W）从140℃冷却至40℃，压力为0.3MPa，冷却介质采用循环水，循环冷却水的压力为0.4MPa，循环水的入口温度为35℃，出口温度为45℃。
设计一列管式换热器满足上述生产需要。
题目Ⅱ：在生产过程中需将5000kg/h的某种油（在90℃时，密度为825kg/m3；定压比容为2.22kJ/kg·℃；导热系数为0.140W/m·℃；粘度为0.000715Pa·s；污垢热阻为0.000172m2·℃/W）从140℃冷却至40℃，压力为0.3MPa，冷却介质采用循环水，循环冷却水的压力为0.4MPa，循环水的入口温度为35℃，出口温度为45℃。
设计一列管式换热器满足上述生产需要。
题目Ⅲ：在生产过程中需将7000kg/h的某种油（在90℃时，密度为825kg/m3；定压比容为2.22kJ/kg·℃；导热系数为0.140W/m·℃；粘度为0.000715Pa·s；污垢热阻为0.000172m2·℃/W）从140℃冷却至40℃，压力为0.3MPa，冷却介质采用循环水，循环冷却水的压力为0.4MPa，循环水的入口温度为35℃，出口温度为45℃。
设计一列管式换热器满足上述生产需要。
四、课程设计的任务（内容）要求与进度1．搜集资料、阅读教材，拟定设计方案(0.3周) 2．换热器工艺设计及计算（物料衡算、能量衡算、工艺参数选定及其计算）(0.7周)1) 试算与初选换热器规格2) 校核总传热系数K3) 校核管、壳程压降3．换热器结构设计（设备的主要结构设计及其尺寸的确定等）(0.5周)1) 管板设计2) 壳体直径及壳体壁厚的确定3) 管板与壳体的连接4) 管子与管板的连接5) 管箱设计6）管程分程与折流板设计7）接管设计8）支坐设计9）附件设计（密封圈、排气管、排液管等）4．绘制设备装配图（包括设备的各类尺寸、技术特性表等，用1号图纸绘制）(0.5周) 5．编写设计说明书（包括封面、目录、设计任务书、概述或引言、设计方案的说明和论证、设计计算与说明、对设计中有关问题的分析讨论、设计结果汇总、参考文献目录、总结及感想等。
）(0.5周)五、课程设计方法与步骤1、通过阅读教材、查阅文献资料和本指导书所列示例，了解题目相关的工艺与设备的知识，熟悉工艺设计、计算和设备结构设计的方法、步骤；2、根据设计任务书给定的生产任务和操作条件，进行工艺设计及计算；3、根据工艺设计及计算的结果，进行设备结构设计；4、以工艺设计及计算为基础，结合设备结构设计的结果，绘制设备装配图；5、编写设计说明书对整个设计工作的进行书面总结，设计说明书应当用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想、计算过程和设计结果。
六、成绩评定标准学习态度20分，技术水平与实际能力30分，论文(计算书、图纸)撰写质量50分，详见以下课程设计成绩评定表。
评定时可从设计过程情况，提交的设计资料，答辩情况等进行综合评定。
课程设计成绩评定表七、成绩评定方法1、学生提交作业时进行验收和单独答辩，时间为5～10分钟。
2、根据作业质量、作业期间指导答疑和提交作业时答辩的情况，初步评定课程设计成绩等级。
3、课程设计成绩按设计说明书和设计图纸的内容完整性、设计计算的正确性和合理性及完成质量；作业进度和工作态度、掌握本课程相关知识的程度、分析和解决问题的能力及完成设计的能力进行综合评分。
八、参考文献1．《食品工程原理》中国轻工业出版社2．《化工原理》上册天津大学出版社3．《食品机械学》下册四川教育出版社4．《换热器设计》上海科技出版社5．《压力容器手册》劳动人事出版社6．《钢制石油化工压力容器手册》化学工业出版社7．《化工管路手册》化学工业出版社8．化工设备设计全书《化工容器》化学工业出版社9．《换热器设计手册》化学工业出版社九、参考文献摘录与设计计算示例列管式换热器的工艺设计与计算例例题：用原油将某回流液从194℃冷却到101.8℃，回流液走管程，流量为76.8m3/h，原油最初温度为53.7℃，经换热后升温至122.1℃，要求管、壳程压降不大于0.152Mpa，试设计选择合适的列管式换热器。
解：本题为两流体无相变的传热。
1. 试算与初选换热器规格（1）确定流体的定性温度和物性原油粘度很大，其定性温度可按以下经验式计算，即：t m =0.4t h +0.6t c式中：t h —流体进、出口温度中较高的温度，℃；t c —流体进、出口温度中较低的温度，℃ 故：原油t m =0.4×122.1+0.6×53.7=81℃；回流液T m =（t h +t c ）/2=（194+101.8）/2=147.9℃ 根据两流体的定性温度，查得各流体的物性参数列表如下：流体 定性温度(℃) 密度(ρ,kg/m 3) 粘度μ(cp) 比热(c p ,kJ/kg ℃) 导热系数(λ,W/m ℃) 原油 81 798 6.27 2.2 0.131 回流液 147.9 701 0.509 2.89 0.151（2） 计算热负荷Q ，按回流液计算：W T T c W Q ph h 632110985.3)8.101194(1089.236007018.76)(⨯=-⨯⨯⨯⨯=-=由热量衡算式，可求原油的流量为：s kg t t c Q W pc c /5.26)7.531.122(102.210985.3)(3612=-⨯⨯⨯=-=（3） 计算两流体的平均温度差Δt m （暂按单壳程、多管程计算）C t m2.597.538.1011.122194ln)7.538.101()1.122194(=-----='∆35.17.531.1228.1011941221=--=--=t t T T R49.07.531947.531.1221112=--=--=t T t t P由R 和P 查单壳程、多管程的P —φΔt 图得：φΔt =0.65<0.8，故需选两台单壳程换热器串联操作。
重查双壳程、多管程的P —φΔt 图得：φΔt =0.92，故：C t t mt m 5.542.5992.0=⨯='∆=∆∆ϕ （4） 初选换热器规格、尺寸根据两流体的情况，先由经验选取总传热系数K 选＝300 W/m ℃，则262445.5430010985.3m t K Q S m =⨯⨯=∆=由于T m －t m =147.9－81=66.9>50℃，温差应力较大，需考虑热补偿问题，故选择两台单壳程浮头式换热器串联操作。
由管壳式换热器系列标准，根据初步计算的传热面积S ，选取换热器规格尺寸为：壳径D 公称压强Pg 管子排列 管子中心距t 公称面积S 0 管程数Np 管数n 折流板间距h 600 mm 16 atm 正三角形 25 mm 130 m 2 4 368 300 mm 管长L 管径d 0 壳程流通面积A 0=hD(1－d 0/t) 管程流通面积A i 6 m ￠19×2 0.0414 m 2 0.0162 m 2 两台换热器的实际传热面积为；S 0=2[πd 0(L －2b)n]=2×3.14×0.019×(6－0.1)×368=259 m 2 式中：b —管板厚度，取b=50 mm=0.05 m采用此传热面积的换热器所需的总传热系数为：C m W t S Q K m 02600/2825.5425910985.3=⨯⨯=∆=2. 校核总传热系数K(1) 管程传热系数αi 的计算uu d i i i ρ=Re 而 m mm d d i 015.015221920==⨯-=-=δ s m A V u i i i /32.10162.08.76===故 431073.210509.070132.1015.0Re ⨯=⨯⨯⨯=-i （湍流） 74.9151.010509.01089.233=⨯⨯⨯==-λuC P p ri ()()()C m W P d a rii ︒=⨯==./162274.91073.2015.0151.0023.0Re 023.023.08.043.08.0λ(２) 壳程传热膜系数α0μρ000Re u d =而 s m A V u /803.00414.07895.26000=⨯== 故19401027.6798803.0019.0Re 30=⨯⨯⨯=-（滞流）105131.01027.6102.2330=⨯⨯⨯==-λuC P p r 而 μϕλ3/16.00023.0r e P R d a =说明：以上的准数方程，可参见《化工原理》上册（天津大学编）。
由于流体被加热，取φμ=1.05 则 C m W a 023/16.00/73605.1)105()1940(019.0131.023.0=⨯⨯⨯⨯= （3）确定污垢热阻Rs从有关手册查得：Rsi=0.0002 m ℃/W ；Rso=0.0004 m ℃/W（4）计算并校核总传热系数Cm W d dd d Rs d bd Rs K ii oi o i m m o o o02/352015.01622019.0015.0019.00002.0017.045019.0002.00004.07361111=⨯+⨯+⨯⨯++=++++=αλα计式中：λm —管壁导热系数，取λm =45 W/m ℃K 计>K 0，说明所选设备能满足传热要求，设备的安全系数为：%25%100282282352%1000=⨯-=⨯-K K K 计3. 校核管、壳程压降 （1） 管程压降的计算∑⊿P i =(⊿P 1+⊿P 2)F t N p N sF t —结垢校正系数；N p —管程数；N s —壳程数设：管壁粗糙度ε=0.1mm ，ε/di=0.1/15=0.007，由图查得：λ=0.036则 2221/8800232.1701015.06036.02m N u d L P i =⨯⨯⨯==∆ρλ2222/1830232.1701323m N u P =⨯⨯==∆ρ此例中F t =1.5，N p =4，N s =2故： ∑⊿P i =(8800+1830)×1.5×4×2=1.28×105 N/m 2=0.128 MPa （2） 壳程压降的计算∑⊿P o =(⊿P 1′+⊿P 2′)F s N s 此例中F s =1.15 2)1(20001u N n Ff P B ρ+='∆119405Re 5228.0228.000≈⨯==--fF=0.5；n 0=1.1n 0.5=1.1×3680.5=21；N B =L/h －1=6/0.3－1=19则 221/5362028.0798202115.0m N P =⨯⨯⨯⨯⨯='∆ 又 22202/1200028.0798)6.03.025.3(192)25.3(m N u D h N P B =⨯⨯⨯-⨯=-='∆ρ故 ∑⊿P o =(53620+12000)×1.15×2=1.5×105 N/m 2=0.15MPa由计算结果可知，管、壳程压降满足设计要求。