化工原理課程設計是化工類、環(huán)境保護類及相關專業(yè)化工原理實踐教學的重要環(huán)節(jié)。該課程是綜合運用化工原理課程及有關先修課程所學知識,完成以化工單元操作為主的設計任務,旨在培養(yǎng)學生的化工單元操作基本設計技能,樹立工程設計理念,提升學生運用化工原理知識分析解決工程實際問題的能力,全面鍛煉學生的設計思維與計算能力,達到學以致用的目的。
全書按章節(jié)編排,包括緒論、化工設計計算基礎、化工設計繪圖基礎、列管式換熱器的設計、板式塔的工藝設計及填料吸收塔的設計等。本書內容體系完整、結構嚴謹、論述翔實,注重理論性、實踐性、綜合性,突出工程實用性,理論與實踐相結合,不僅可作為高等院校化工類、環(huán)境保護類及相關專業(yè)的化工原理課程設計教材,也可供從事科研、設計和生產的技術人員參考。
緒論 001
一、化工原理課程設計的性質和目的 001
二、化工原理課程設計的基本內容及步驟 002
三、化工原理課程設計的要求 004
四、設計軟件的應用 005
五、設計說明書撰寫示例匯總 006
第一章 化工設計計算基礎 011
第一節(jié) 物性數(shù)據(jù)的查取和估算 011
一、密度 011
二、黏度 012
三、熱導率 013
四、比熱容 014
五、汽化潛熱 014
六、表面張力 014
七、液體的飽和蒸氣壓 016
第二節(jié) 物料衡算和熱量衡算 016
一、物料衡算 016
二、熱量衡算 020
第二章 化工設計繪圖基礎 024
第一節(jié) 工藝流程圖 025
一、工藝流程圖的分類 025
二、工藝流程圖的繪制 028
三、工藝流程圖中常見的圖形符號及其標注 035
第二節(jié) 主體設備圖 047
一、主體設備工藝條件圖 047
二、主體設備裝配圖 051
三、圖面安排 052
第三章 列管式換熱器的設計 058
第一節(jié) 列管式換熱器的類型 058
一、固定管板式換熱器 059
二、浮頭式換熱器 059
三、U形管式換熱器 060
四、填料函式換熱器 060
五、釜式重沸器 061
第二節(jié) 列管式換熱器的標準及設計要求與設計內容 061
一、列管式換熱器的標準 061
二、列管式換熱器的設計要求與設計內容 063
第三節(jié) 設計方案的確定 064
一、換熱器結構類型的選擇 064
二、流體流程的選擇 064
三、流體流速的選擇 065
四、加熱或冷卻介質的選擇 065
五、流體進出口溫度的確定 066
六、流體流動方式的選擇 067
第四節(jié) 換熱器的工藝計算 067
一、工藝計算的基本步驟 067
二、傳熱速率方程 069
三、平均傳熱溫差的計算 070
四、總傳熱系數(shù)的計算 073
五、傳熱面積的計算 078
六、流體流動阻力的計算 079
第五節(jié) 換熱器的結構設計 080
一、換熱管的規(guī)格 080
二、換熱管的排列方式 081
三、換熱管的中心距 081
四、管束分程 082
五、折流擋板的類型及選擇 083
六、殼體直徑及厚度 085
七、管板和管箱與封頭 086
八、換熱器的主要連接 087
九、支座 089
第六節(jié) 列管式換熱器設計計算示例 089
一、設計任務 089
二、設計計算過程 089
拓展資料 094
第四章 板式塔的工藝設計 095
第一節(jié) 板式塔概述 095
一、塔設備的分類 095
二、板式塔的類型 096
三、板式塔的選用 099
四、板式塔的設計步驟 100
第二節(jié) 設計方案的確定 100
一、操作方式的確定 101
二、板式塔結構類型的選擇 101
三、精餾裝置流程的確定 102
四、操作條件的確定 102
第三節(jié) 板式塔的工藝計算 103
一、塔高的計算 104
二、塔徑的計算 108
三、溢流裝置的設計 110
四、塔板的設計 115
五、塔板操作負荷性能圖 126
六、操作線和操作彈性 127
第四節(jié) 板式精餾塔的附屬設備 127
一、塔頂冷凝器 128
二、塔底再沸器 129
三、進料預熱器和產品冷卻器 131
第五節(jié) 篩板精餾塔設計計算示例 132
一、設計方案的確定 132
二、物料衡算 132
三、物性參數(shù)的計算 133
四、塔板數(shù)的計算 135
五、精餾塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)的計算 137
六、精餾塔塔體工藝尺寸的計算 141
七、篩板塔的流體力學驗算 145
八、篩板操作負荷性能圖 147
九、篩板塔的工藝設計結果匯總 150
十、篩板精餾塔的工藝條件圖 152
十一、塔的附屬設備及接管尺寸 152
第六節(jié) 浮閥精餾塔設計計算示例 153
一、設計方案的確定 153
二、物料衡算 153
三、物性數(shù)據(jù)確定 154
四、塔板數(shù)的求取 158
五、塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計算 160
六、塔和塔板主要工藝結構尺寸的計算 162
七、浮閥塔板的流體力學驗算 166
八、塔板操作負荷性能圖 169
九、塔體總高度 173
十、浮閥塔的工藝設計結果匯總 174
十一、浮閥精餾塔的工藝條件圖 175
十二、塔的附屬設備及接管尺寸設計 175
拓展資料 175
第五章 填料吸收塔的設計 177
第一節(jié) 設計方案的確定 177
一、吸收流程的類型及選擇 178
二、吸收操作條件的確定 179
三、吸收劑的選擇 180
第二節(jié) 氣液平衡關系 181
一、溶解度曲線 181
二、亨利定律 181
三、吸收平衡線 183
第三節(jié) 填料的類型與選擇 183
一、填料的類型 183
二、填料的選擇 187
第四節(jié) 填料吸收塔的工藝計算 189
一、物料衡算及操作線方程 189
二、吸收劑用量的確定 189
三、塔徑的計算 190
四、液體噴淋密度的驗算 194
五、填料層高度的計算 194
六、傳質系數(shù)的計算 198
七、填料層分段 201
八、填料層壓降的計算 201
第五節(jié) 填料塔的結構設計 202
一、填料塔結構內件的類型及設計 203
二、填料塔的輔助裝置設計 212
第六節(jié) 填料吸收塔設計計算示例 214
一、設計方案的確定 214
二、填料的選擇 214
三、基礎物性數(shù)據(jù) 215
四、物料衡算 215
五、填料塔工藝尺寸的計算 216
六、塔內件的設計 220
七、塔高的計算 221
八、填料吸收塔設計結果一覽表 221
九、填料吸收塔的工藝條件圖 222
拓展資料 222
附錄 224
附錄一 二元組分氣液相平衡組成與溫度(或壓力)的關系 224
附錄二 氣體的擴散系數(shù) 227
附錄三 液體飽和蒸氣壓p 0 的Antoine常數(shù) 229
附錄四 塔板結構參數(shù)系列化標準 230
附錄五 常用散裝填料特性參數(shù) 235
附錄六 常用規(guī)整填料特性參數(shù) 237
附錄七 常用鋼管的規(guī)格型號一覽表 239
附錄八 換熱器設計常用數(shù)據(jù) 241
參考文獻 256