化工原理课程设计是化工类、环境保护类及相关专业化工原理实践教学的重要环节。该课程是综合运用化工原理课程及有关先修课程所学知识,完成以化工单元操作为主的设计任务,旨在培养学生的化工单元操作基本设计技能,树立工程设计理念,提升学生运用化工原理知识分析解决工程实际问题的能力,全面锻炼学生的设计思维与计算能力,达到学以致用的目的。
全书按章节编排,包括绪论、化工设计计算基础、化工设计绘图基础、列管式换热器的设计、板式塔的工艺设计及填料吸收塔的设计等。本书内容体系完整、结构严谨、论述翔实,注重理论性、实践性、综合性,突出工程实用性,理论与实践相结合,不仅可作为高等院校化工类、环境保护类及相关专业的化工原理课程设计教材,也可供从事科研、设计和生产的技术人员参考。
绪论 001
一、化工原理课程设计的性质和目的 001
二、化工原理课程设计的基本内容及步骤 002
三、化工原理课程设计的要求 004
四、设计软件的应用 005
五、设计说明书撰写示例汇总 006
第一章 化工设计计算基础 011
第一节 物性数据的查取和估算 011
一、密度 011
二、黏度 012
三、热导率 013
四、比热容 014
五、汽化潜热 014
六、表面张力 014
七、液体的饱和蒸气压 016
第二节 物料衡算和热量衡算 016
一、物料衡算 016
二、热量衡算 020
第二章 化工设计绘图基础 024
第一节 工艺流程图 025
一、工艺流程图的分类 025
二、工艺流程图的绘制 028
三、工艺流程图中常见的图形符号及其标注 035
第二节 主体设备图 047
一、主体设备工艺条件图 047
二、主体设备装配图 051
三、图面安排 052
第三章 列管式换热器的设计 058
第一节 列管式换热器的类型 058
一、固定管板式换热器 059
二、浮头式换热器 059
三、U形管式换热器 060
四、填料函式换热器 060
五、釜式重沸器 061
第二节 列管式换热器的标准及设计要求与设计内容 061
一、列管式换热器的标准 061
二、列管式换热器的设计要求与设计内容 063
第三节 设计方案的确定 064
一、换热器结构类型的选择 064
二、流体流程的选择 064
三、流体流速的选择 065
四、加热或冷却介质的选择 065
五、流体进出口温度的确定 066
六、流体流动方式的选择 067
第四节 换热器的工艺计算 067
一、工艺计算的基本步骤 067
二、传热速率方程 069
三、平均传热温差的计算 070
四、总传热系数的计算 073
五、传热面积的计算 078
六、流体流动阻力的计算 079
第五节 换热器的结构设计 080
一、换热管的规格 080
二、换热管的排列方式 081
三、换热管的中心距 081
四、管束分程 082
五、折流挡板的类型及选择 083
六、壳体直径及厚度 085
七、管板和管箱与封头 086
八、换热器的主要连接 087
九、支座 089
第六节 列管式换热器设计计算示例 089
一、设计任务 089
二、设计计算过程 089
拓展资料 094
第四章 板式塔的工艺设计 095
第一节 板式塔概述 095
一、塔设备的分类 095
二、板式塔的类型 096
三、板式塔的选用 099
四、板式塔的设计步骤 100
第二节 设计方案的确定 100
一、操作方式的确定 101
二、板式塔结构类型的选择 101
三、精馏装置流程的确定 102
四、操作条件的确定 102
第三节 板式塔的工艺计算 103
一、塔高的计算 104
二、塔径的计算 108
三、溢流装置的设计 110
四、塔板的设计 115
五、塔板操作负荷性能图 126
六、操作线和操作弹性 127
第四节 板式精馏塔的附属设备 127
一、塔顶冷凝器 128
二、塔底再沸器 129
三、进料预热器和产品冷却器 131
第五节 筛板精馏塔设计计算示例 132
一、设计方案的确定 132
二、物料衡算 132
三、物性参数的计算 133
四、塔板数的计算 135
五、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 137
六、精馏塔塔体工艺尺寸的计算 141
七、筛板塔的流体力学验算 145
八、筛板操作负荷性能图 147
九、筛板塔的工艺设计结果汇总 150
十、筛板精馏塔的工艺条件图 152
十一、塔的附属设备及接管尺寸 152
第六节 浮阀精馏塔设计计算示例 153
一、设计方案的确定 153
二、物料衡算 153
三、物性数据确定 154
四、塔板数的求取 158
五、塔的工艺条件及物性数据计算 160
六、塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 162
七、浮阀塔板的流体力学验算 166
八、塔板操作负荷性能图 169
九、塔体总高度 173
十、浮阀塔的工艺设计结果汇总 174
十一、浮阀精馏塔的工艺条件图 175
十二、塔的附属设备及接管尺寸设计 175
拓展资料 175
第五章 填料吸收塔的设计 177
第一节 设计方案的确定 177
一、吸收流程的类型及选择 178
二、吸收操作条件的确定 179
三、吸收剂的选择 180
第二节 气液平衡关系 181
一、溶解度曲线 181
二、亨利定律 181
三、吸收平衡线 183
第三节 填料的类型与选择 183
一、填料的类型 183
二、填料的选择 187
第四节 填料吸收塔的工艺计算 189
一、物料衡算及操作线方程 189
二、吸收剂用量的确定 189
三、塔径的计算 190
四、液体喷淋密度的验算 194
五、填料层高度的计算 194
六、传质系数的计算 198
七、填料层分段 201
八、填料层压降的计算 201
第五节 填料塔的结构设计 202
一、填料塔结构内件的类型及设计 203
二、填料塔的辅助装置设计 212
第六节 填料吸收塔设计计算示例 214
一、设计方案的确定 214
二、填料的选择 214
三、基础物性数据 215
四、物料衡算 215
五、填料塔工艺尺寸的计算 216
六、塔内件的设计 220
七、塔高的计算 221
八、填料吸收塔设计结果一览表 221
九、填料吸收塔的工艺条件图 222
拓展资料 222
附录 224
附录一 二元组分气液相平衡组成与温度(或压力)的关系 224
附录二 气体的扩散系数 227
附录三 液体饱和蒸气压p 0 的Antoine常数 229
附录四 塔板结构参数系列化标准 230
附录五 常用散装填料特性参数 235
附录六 常用规整填料特性参数 237
附录七 常用钢管的规格型号一览表 239
附录八 换热器设计常用数据 241
参考文献 256