化工原理课程设计全套(包括图纸)
化工原理课程设计
目录1前言21.1 固定管板式换热器22列管式换热器的工艺设计32.1试算和初选换热器的规格32.1.1计算热负荷32.1.2计算两流体的平均温度差32.1.3初选换热器规格42.2核算压强降42.2.1管程压强降42.3核算总传热系数62.3.1管程对流传热系数αi62.3.2壳程对流传热系数αo62.3.3污垢热阻72.3.4总传热系数 K O7列管式换热器设计朱 婉 琴（XX 工业高等专科学校 乌鲁木齐 830091）摘要：本次课程设计是列管式换热器的设计。
列管式换热器的设计和分析包括热力设计、流动设计、结构设计以及强度设计，其中以热力设计最为重要。
列管式的换热器的设计内容主要包括根据换热任务和有关要求确定设计方案，试算和初选换热器的规格；核算管程、壳程压强降；核算总传热系数。
本组选择的换热器为31640400----G 型换热器，计算结果为:K 的估计值为450，o K 的计算值是555，23.1450555==估计K K o ，在1.15-1.25X 围内，所选换热器合适。
关键词：列管式换热器；设计；计算；结论1前言换热设备是一种实现物料之间热量传递的节能设备，是在化工、石油、轻工、食品、动力、制药、冶金等许多工业部门中广泛应用的一种工艺设备。
在炼油、化工装置中，换热器占设备数量的40%左右，占总投资的30%-45%。
随着环境保护要求的提高，近年来，加氢装置的要求越来越多，如加氢裂化，煤油加氢，汽油、柴油加氢和润滑油加氢等，所需的高温、高压的换热设备的数量随之加大，在这些场合，换热设备通常占总投资的50%以上。
换热设备也是回收余热、废热，特别是地位热能的有效装置。
列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。
它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。
所需材质可分别采用普通碳钢、紫铜或不锈刚制作。
在进行换热时，一种流体由封头的连接管处进入，在管内流动，从封头另一端的出口管流出，这称为管程；另一种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。
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PPT课件
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化工原理课程设计——筛板精馏塔的设计
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化工原理课程设计——筛板精馏塔的设计 WC
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化工原理课程设计——筛板精馏塔的设计
进行设备选型，并提出保证过程正常、安全运行
所需要的检测和计量参数。
准确而迅速地进行过程计算及主要设备的工
艺设计计算。
用精练的语言、简洁的文字、清晰的图表来
表达自己的设计思想和计算结果。
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化工原理课程设计——筛板精馏塔的设计
二、化工原理课程设计的内容
(1)设计方案简介 (2)主要设备的工艺设计计算 (3)典型辅助设备的选型和计算 (4)工艺流程简图 (5)主体设备工艺条件图
H T h L 0 .4 0 .0 6 0 .3m 4
提馏段
1
LS VS
Lvmm（（提提）） 2
史密斯关联图
C 20
D 4VS u
max C
L V V
C
C2
0
20
0.2
可取安全系数为（安全系数0.6—0.8）
u(0.6~0.8)umax
塔径圆整
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化工原理课程设计——筛板精馏塔的设计
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化工原理课程设计——筛板精馏塔的设计
化工原理课程设计需要准备的用具
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化工原理课程设计全套(包括图纸)
化工课程设计说明书massachusetts institute of technology这里不能上传cad 的文件，只好将图纸打包到网盘里面了：/down/1916602/zxw101zwfc一.目的培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基础理论和基本知识去完成某项单元操作设备设计任务的实践能力。
二.目标设计的设备必须在技术上是可行的，经济上是合理的，操作上是安全的，环境上是友好的。
三.题目固定管板式冷却器的设计 四.设计条件管程和壳程的压力均不大于0。
6MPa ，管程和壳程的压力降均不大于30KPa 。
被冷却的物料为己烷，物料从正常温度(1T )被冷却，出口温度(2T )自定。
冷却剂为自来软水，进口温度为30C ︒(1t )，出口温度(2t )自定。
五.设计步骤1. 方案设计(1) 冷却剂的选用：自来软水(2) 换热器型式的选择：固定管板式(3) 流体壳程的选择：自来软水走管程，己烷走壳程 (4) 流体流动方向的选择：双管程+单壳程 2. 工艺设计(1) 查出己烷的正常沸点(进口温度) 1T = 68.74C ο(2) 选定己烷的出口温度 2T =44C ο (3) 选定冷却剂的出口温度 2t =38C ο (4) 计算逆流传热的平均温度差 1212ln m t t t t t ∆-∆∆=∆∆逆=3868.7438ln 4430----（68.74）（44-30）=21.28C o (5) 校正传热平均温度差 122168.7444 3.0933830T T R t t --===--211138300.206568.7430t t P T t --===-- 由(,)R P =φ查表得φ=0.93， 因为0.85<0.93<0.95，满足要求。
由此得： m m t t ∆=∆= 折逆φ0.93⨯21.28=19.79C o (6) 计算定性温度m m T t 和12m T =121（T +T ）=（68.74+44）=56.37C 2o12m t =121（t -t ）=（30+38）=34C 2o(7) 查出物料和冷却剂的物性参数112428.34m p Q q c ⨯=⨯⨯⨯1214001000（T -T ）=（68.74-44）=973473.64J/S 243600 (9) 根据总传热系数K 的大致范围，初选总传热系数0K =470W/(2m k ) (10) 初算传热面积0S 200973473.64104.6447019.79m Q S m K t ===∆⨯折(11) 根据工艺条件，选取公称压力PN=1.0MPa(12) 根据流体物性，选定换热管材为：碳素钢(13) 由初算传热面积0S 和选定的公称压力PN ，根据管壳式换热器行业标准JB/T4715-92，初定换热器的工艺尺寸：1. 从行标中直接查取计算换热面积：S=109.32m2. 公称直径DN 取600mm(卷制圆筒，圆筒内径为公称直径)3. 管长L=4500mm4. 管壁⨯壁厚bmm ⨯：0Фd ： Φ19⨯2mm5. 总管数： n=4166. 中心排管数： Nc=237. 管程流通面积i A =0.03682m8. 管子排列方式：正三角形9. 管心距：t=25mm 10. 管程数：P N =2 11. 壳程数：S N =112. 折流板间距：h=300mm 13. 折流板型式：25﹪圆缺形14.计算冷却剂的流量22973473.6429.153/4174m p Q q kg s c ===⨯21（t -t ）（38-30）15.计算管程流速i u 29.1530.7967/994.30.0368mi i i q u s A ===⨯ρ 因为0.5<0.7967<3m/s ，所以满足要求。
化工原理课程设计说明书(附流程图和设计图)
徐州工程学院化工原理课程设计说明书设计题目水吸收氨过程填料吸收塔设计学生姓名指导老师学院专业班级学号完成时间目录第一节前言 (3)1.1 填料塔的设计任务及步骤 (3)1。
2 填料塔设计条件及操作条件 (3)第二节填料塔主体设计方案的确定 (3)2。
1 装置流程的确定 (3)2.2 吸收剂的选择 (3)2.3填料的类型与选择 (3)2.3.1 填料种类的选择 (4)2.3.2 填料规格的选择 (4)2。
3。
3 填料材质的选择 (4)2.4 基础物性数据 (4)2。
4。
1 液相物性数据 (4)2.4.2 气相物性数据 (5)2。
4。
3 物料横算 (5)第三节填料塔工艺尺寸的计算 (6)3.1 塔径的计算 (7)3.2 填料层高度的计算及分段 (7)3.2。
1 传质单元数的计算 (7)3。
2。
2 填料层的分段 (8)3.3 填料层压降的计算 (9)第四节填料塔内件的类型及设计 (10)4。
1 塔内件类型 (10)4。
2 塔内件的设计 (10)注：1填料塔设计结果一览表 (10)2 填料塔设计数据一览 (11)3 参考文献 (12)附件一：塔设备流程图 (12)附件二：塔设备设计图 (13)第一节前言1.1填料塔的设计任务及步骤设计任务：用水吸收空气中混有的氨气。
设计步骤：（1）根据设计任务和工艺要求，确定设计方案;（2）针对物系及分离要求，选择适宜填料;（3)确定塔径、填料层高度等工艺尺寸（考虑喷淋密度）；（4）计算塔高、及填料层的压降;（5）塔内件设计。
1.2填料塔设计条件及操作条件1. 气体混合物成分：空气和氨2。
空气中氨的含量： 5。
0%(体积分数)，要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%；)3. 混合气体流量6000m3/h4. 操作温度293K5. 混合气体压力101。
3KPa6。
采用清水为吸收剂,吸收剂的用量为最小用量的1。
5倍。
7。
填料类型:采用聚丙烯鲍尔环填料第二节精馏塔主体设计方案的确定2.1装置流程的确定本次设计采用逆流操作：气相自塔低进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排出，即逆流操作。
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。
化工原理课程设计共41页PPT资料
• 5 流体力学验算
• • P＜单板压降 • 液沫夹带是量ev＜0.1kg液/kg干
气 • 漏液线：稳定系数K=u0/uow＞
1.5-2.0 • 液泛Hd≤φ(HT+hw)
6 筛板塔操作负荷性能图
①液相下限线； ②液相上限线； ③漏液线；
• 4．冷、热流体输送设备及管道 选择
二 换热器的设计型计算
• 1.设计任务：将一定流量的热流体自给定 温度冷却至指定温度。
• 2.设计条件：可供使用的冷却介质温度， 即冷流体的进口温度。
• 3.计算目的：确定经济上合理的传热面积 A(S)及换热器其它有关尺寸。
• 4.设计型计算中参数的选择
5.换热器计算
二 筛板塔的设计程序
• 1)理论塔板数，实际塔板数。 • 2)选定塔板液流型式（以下只按单流型考
虑）、板间距HT、溢流堰长与塔径之比、降 液管型式及泛点百分数。
• 3)塔径计算。 • 4) 塔板板面布置设计及降液管设计。 • 5)塔板操作情况的效核计算——作负荷性能
图及确定操作点。
• 若校核计算后对设计方案不满意，应修改设 计方案，再作校核计算，直到满意为止。
三 筛板塔的设计步骤
• 1 确定 XF、XD、Xw ； 平均分子量 MF、MD、MW ；物料衡算 F′、D′、W′， F、D、W
• 2 确定N • NT 理论板数。作图法。 • 求Rmin R • ET；实际塔板数
3 工艺条件及物性数据计算
– 塔顶、进料板：Tm、Pm – Tm、Pm=1/2(PD+PF) – Tm 设tD 查PA0、PB0 计算PD – PD = PA0XA+ PB0 XB – 效正1/2（PD+ PF ）= Pm – 设tF 查 PA0、PB0 计算PF 效正1/2（PD+
化工原理课程设计设计本
化工原理课程设计设计本一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握化工原理的基本概念和基本原理，了解化工过程的基本流程和基本设备，培养学生分析和解决化工问题的能力。
具体来说，知识目标包括：掌握化工原理的基本概念，了解化工过程的基本流程和基本设备；技能目标包括：能够运用化工原理的基本原理分析和解决化工问题；情感态度价值观目标包括：培养学生对化工行业的兴趣和热情，提高学生对化工安全的重视。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括化工原理的基本概念、基本原理和基本设备。
具体来说，教学大纲如下：1.化工原理的基本概念：介绍化工原理的定义、特点和作用。
2.化工过程的基本流程：介绍化工过程的分类、特点和流程。
3.化工基本设备：介绍反应器、换热器、塔设备等的基本原理和结构。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法。
具体来说：1.讲授法：通过讲解化工原理的基本概念、基本原理和基本设备，使学生掌握基本知识。
2.讨论法：通过分组讨论，引导学生深入理解化工过程的基本流程和基本设备。
3.案例分析法：通过分析典型化工案例，培养学生分析和解决化工问题的能力。
4.实验法：通过化工实验，使学生直观地了解化工过程和设备的运行原理。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用《化工原理》教材，为学生提供系统的化工原理知识。
2.参考书：推荐学生阅读相关化工原理的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作课件、动画等多媒体资料，直观地展示化工过程和设备。
4.实验设备：准备化工实验所需的设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多种方式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
具体评估方式如下：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和理解程度。
2.作业：布置相关的练习题和案例分析，要求学生在规定时间内完成，通过批改作业了解学生的掌握情况。
化工原理课程设计
一、设计任务书1、设计题目：填料吸收塔的设计2、设计任务：试设计一填料吸收塔，用于脱除合成氨尾气中的氨气，要求塔顶排放气体中含氨低于200ppm，采用清水进行吸收3、工艺参数与操作条件（1）工艺参数表1—1（2）操作条件①常压吸收：P=101.3kPa②混合气体进塔温度：30℃③吸收水进塔温度：20℃。
4、设计项目：（1）流程的确定及其塔型选择；（2）吸收剂用量的确定；（3）填料的类型及规格的选定；（4）吸收塔的结构尺寸计算及其流体力学验算，包括：塔径、填料层高度及塔高的计算；喷淋密度的校核、压力降的计算等；（5）吸收塔附属装置选型：喷淋器、支承板、液体再分布器等；（6）附属设备选型：泵、风机附：1、NH3H2O系统填料塔吸收系数经验公式：k G a=cG m WLnk L a=bWLP式中kGa——气膜体积吸收系数，kmol/m2.h.atmka——液膜何种吸收系数，l/hLG——气相空塔质量流速，kg/m2.h——液相空塔流速，kg/m2.hWL2、（氨气—水）二成分气液平衡数据表1—3二、工艺流程示意图（带控制点）三、流程方案的确定及其填料选择的论证1、塔型的选择：塔设备是能够实现蒸馏的吸收两种分离操作的气液传质设备，广泛地应用于化工、石油化工、石油等工业中，其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。
在工业生产中，一般当处理量较大时采用板式塔，而当处理量小时多采用填料塔。
填料塔不仅结构简单，而且阻力小，便于用耐腐蚀材料制造，对于直径较小的塔，处理有腐蚀性的物料或要求压降较小的真空蒸馏系统，填料塔都具有明显的优越性。
根据本设计任务，是用水吸收法除去合成氨生产尾气的氨气，氨气溶于水生成了具有腐蚀性的氨水；本设计中选取直径为600mm，该值较小，且Φ800mm 以下的填料塔对比板式塔，其造价便宜。
基于上述优点，因此本设计中选取填料塔。
2、填料塔的结构填料塔的主要构件为：填料、液体分布器、填料支承板、液体再分器、气体和液体进出口管等。
化工原理课程设计任务及讲义课件
须满足板间距与塔径的关系外，还须进行空塔气速校核。
C20 exp[4.531 1.6562Z 5.5496Z 2 6.4695Z 3 (0.474675
0.079Z 1.39Z 2 1.3212Z 3 ) ln Lv (0.07291 0.088307Z
0.49123Z 2 0.43196Z 3 ) (ln Lv )2 ]
5～ 25
900
7 以下
7～ 50
1000
7 以下
45 以下
1200
9 以下
9～ 70
1400
9 以下
70 以下
1500
10 以下 70 以下
2000
11 以下 90 以下 90～160
3000
11 以下 110 以下 110～200 200～300
4000
11 以下 110 以下 110～230 230～350
表 1 板间距与塔径关系
塔径 D, m
0.3～0.5 0.5～0.8 0.8～1.6 1.6～2.0
塔板 间 距 HT mm 200～300 250～350 350～450 450～600
2、塔径 D 的初估与圆整
根据流量公式计算塔径，即 D 4V S
pu
式中 Vs —塔内的气相流量， m 3 s
5、绘制工整的设备结构图
5.注意事项: 写出详细计算步骤,并注明选用数据的来源; 每项设计结束后,列出计算结果明细表; 设计说明书要求字迹工整,装订成册上交。
第一章 综述 1．精馏原理及其在工业生产中的应用 2．精馏操作对塔设备的要求（生产能力、效率、流动阻力、操作 弹性、结构、造价和工艺特性等） 3．常用板式塔类型及本设计的选型 4．本设计所选塔的特性 第二章 工艺条件的确定和说明 1．确定操作压力 2．确定进料状态 3．确定加热剂和加热方式 第三章 流程的确定和说明（附流程简图） 1．流程的说明 2．设置各设备的原因（精馏设备、物料的储存和输送、必要的检 测手段、操作中的调节和重要参数的控制、热能利用）
化工原理课程设计全部
化工原理课程设计全部一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握化工原理的基本概念、原理和应用，培养学生分析和解决化工问题的能力。
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）掌握化工过程中的质量守恒、能量守恒和动量守恒定律；（3）熟悉化工单元操作的基本流程和设备。
2.技能目标：（1）能够运用化工原理分析和解决实际问题；（2）具备化工工艺设计和操作能力；（3）学会使用化工原理相关的计算软件和实验设备。
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合作精神；（3）培养学生关注化工领域的发展和社会责任的意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.化工原理的基本概念和原理；2.化工过程中的质量守恒、能量守恒和动量守恒定律；3.化工单元操作的基本流程和设备；4.化工工艺设计和操作方法；5.化工原理相关的计算软件和实验设备的使用。
6.导论：介绍化工原理的定义、作用和意义；7.质量守恒定律：讲解质量守恒定律的基本原理和应用；8.能量守恒定律：讲解能量守恒定律的基本原理和应用；9.动量守恒定律：讲解动量守恒定律的基本原理和应用；10.化工单元操作：介绍化工单元操作的分类、原理和流程；11.化工工艺设计：讲解化工工艺设计的基本方法和步骤；12.实验操作：介绍化工原理相关的实验设备和操作方法；13.化工原理软件应用：讲解化工原理相关软件的使用方法和技巧。
三、教学方法本节课采用多种教学方法相结合的方式，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解化工原理的基本概念、原理和应用；2.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的思考和表达能力；3.案例分析法：分析实际化工案例，让学生学会将理论知识应用于实践；4.实验法：学生进行实验操作，培养学生的动手能力和实验技能；5.软件模拟法：利用化工原理相关软件进行模拟操作，让学生更好地理解化工原理。
四、教学资源本节课的教学资源包括以下几个方面：1.教材：选用权威、实用的化工原理教材；2.参考书：提供相关的化工原理参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的PPT、动画和视频，直观地展示化工原理的相关概念和设备；4.实验设备：准备充足的实验设备，保证学生能够进行实验操作；5.化工原理软件：为学生提供化工原理相关软件的使用权限，方便学生进行模拟操作。
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化工课程设计说明书massachusetts institute of technology这里不能上传cad 的文件，只好将图纸打包到网盘里面了：/down/1916602/zxw101zwfc一.目的培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基础理论和基本知识去完成某项单元操作设备设计任务的实践能力。
二.目标设计的设备必须在技术上是可行的，经济上是合理的，操作上是安全的，环境上是友好的。
三.题目固定管板式冷却器的设计 四.设计条件管程和壳程的压力均不大于0。
6MPa ，管程和壳程的压力降均不大于30KPa 。
被冷却的物料为己烷，物料从正常温度(1T )被冷却，出口温度(2T )自定。
冷却剂为自来软水，进口温度为30C ︒(1t )，出口温度(2t )自定。
五.设计步骤1. 方案设计(1) 冷却剂的选用：自来软水(2) 换热器型式的选择：固定管板式(3) 流体壳程的选择：自来软水走管程，己烷走壳程 (4) 流体流动方向的选择：双管程+单壳程 2. 工艺设计(1) 查出己烷的正常沸点(进口温度) 1T = 68.74C ο(2) 选定己烷的出口温度 2T =44C ο (3) 选定冷却剂的出口温度 2t =38C ο (4) 计算逆流传热的平均温度差 1212ln m t t t t t ∆-∆∆=∆∆逆=3868.7438ln 4430----（68.74）（44-30）=21.28C o (5) 校正传热平均温度差 122168.7444 3.0933830T T R t t --===--211138300.206568.7430t t P T t --===-- 由(,)R P =φ查表得φ=0.93， 因为0.85<0.93<0.95，满足要求。
由此得： m m t t ∆=∆= 折逆φ0.93⨯21.28=19.79C o (6) 计算定性温度m m T t 和12m T =121（T +T ）=（68.74+44）=56.37C 2o12m t =121（t -t ）=（30+38）=34C 2o(7) 查出物料和冷却剂的物性参数112428.34m p Q q c ⨯=⨯⨯⨯1214001000（T -T ）=（68.74-44）=973473.64J/S 243600 (9) 根据总传热系数K 的大致范围，初选总传热系数0K =470W/(2m k ) (10) 初算传热面积0S 200973473.64104.6447019.79m Q S m K t ===∆⨯折(11) 根据工艺条件，选取公称压力PN=1.0MPa(12) 根据流体物性，选定换热管材为：碳素钢(13) 由初算传热面积0S 和选定的公称压力PN ，根据管壳式换热器行业标准JB/T4715-92，初定换热器的工艺尺寸：1. 从行标中直接查取计算换热面积：S=109.32m2. 公称直径DN 取600mm(卷制圆筒，圆筒内径为公称直径)3. 管长L=4500mm4. 管壁⨯壁厚bmm ⨯：0Фd ： Φ19⨯2mm5. 总管数： n=4166. 中心排管数： Nc=237. 管程流通面积i A =0.03682m8. 管子排列方式：正三角形9. 管心距：t=25mm 10. 管程数：P N =2 11. 壳程数：S N =112. 折流板间距：h=300mm 13. 折流板型式：25﹪圆缺形14.计算冷却剂的流量22973473.6429.153/4174m p Q q kg s c ===⨯21（t -t ）（38-30）15.计算管程流速i u 29.1530.7967/994.30.0368mi i i q u s A ===⨯ρ 因为0.5<0.7967<3m/s ，所以满足要求。
16.计算管程对流传热系数i a Nu=0.0230.8Re Pr ni a =0.023i i u d 0.8ni P d C （）（）ρμλμλ自来水被加热，n 取0.4，代入数值：0.6248994.30.0230.0150.000742i a ⨯⨯⨯=0.80.40.0150.796741740.000742（）（）0.6248=4197.87/w 2（m .k ）17.计算壳程当量直径e d 和流速0u42e d ππ=200-d ）4d=420.01727m ππ⨯=⨯220.025-0.019）40.019 00((.623.019A h D Nc d =-⨯⨯-⨯2)=0.3）=0.0489 m00000140010000.53/243600624.890.0489v m q q u m s A A ρ⨯====⨯⨯⨯ 因为0.2<0.53<1.5m/s ，所以满足要求。
18.计算壳程对流传热系数0a Nu=0.36Re 0.551/3Re Pr μμ0.14w （）。
物料被冷却，μμ0.14w（）取0.95， 将数值代入上式： 000.36e e d u a d μρλμμλμ=0.14p wc （）（）（）0.10470.360.950.01727⨯⨯⨯=⨯⨯10.5530.017270.53624.892428.340.00023（）（）0.000230.1047=947.726 w/(2m k )19.根据冷热流体的性质及温度，在(GB151-99P140-141)选取污垢热阻0d di R R 和2200.000176/0.000176/di d R m k m R m k m == 20.计算总传热K '000000111di d i i m d d d b R R K a d d d a λ=++++ ' 其中 λ的确定：T S m =1/2⨯(m T +m t )，然后查表，利用内差法得到 λ=51.5411w m k --000.0190.0150.01690.019ln ln0.015i m id d d m d d --=== 110.0190.0190.0020.01910.0001760.0001764197.870.0150.01551.540.0169947.726K =⨯+⨯+⨯++'解出k '=555.74w/(2m k )21.由k '计算传热面积S ' 973473.6488.4946555.7419.79m Q S m K t ===∆⨯折'' 22. 因为109.388.49460.1903519.04109.3S S S --==='﹪，15﹪〈 19.04﹪〈 25﹪，所选换热器能完成任务。
23.核算压力降20.0150.7967994.3Re 16010.050.0007420.000150.000150.010.0153i i i i t s pd u m d u P F N N ρμεελρρλ⨯⨯======⎡⎤∆=+⨯⎢⎥⎣⎦∑ 2i 管内取绝对粗糙度则查图得=0.0419u L 管程压力降（+1.5）d 22对于ф19mm ⨯2mm 的换热器，结构校正系数t F =1.4，21p s N N ==， 代入数值：2994.30.79673 1.5212i P ⎡⎤⨯⨯∆=⨯+⨯⨯⨯⨯⎢⎥⎣⎦∑24.5994.30.7967（0.0419+1.5）0.0152=16161.26 Pa=16.16126 KPa因为10 KPa 〈16.16126 KPa 〈30KPa ，故符合要求。
管外Re=0.017270.53624.8924881.990.00023e e d u ρμ⨯⨯===折流板数0.1 4.50.11140.3b L N h --==-= 壳程压力降0s s P F N ∆=∆∆∑12（P +P ）''20.2281000.55Re 232c c P Ff N F f N ρ-∆====0B u （N +1），其中，，'。
代入数值得：10.5524881.99P ⨯∆=⨯⨯⨯⨯⨯2-0.228624.890.53（14+1）232'=7538.35Pa202B u p N ρ∆=2h （3.5-）D 2'203075.01Pa⨯⨯=⨯⨯=220.3624.890.53（3.5-）0.62对于液体s F =1.15ssP F N ∆=∆∆∑12（P +P ）''=（7538.35+3075.01）⨯1.15⨯1 =12205.37Pa =12.20537KPa因为10KPa 〈 2.20537 KPa 〈 30KPa ，故符合要求。
3. 结构设计 （1）圆筒厚度查GB151-99P21表8得圆筒厚度为：8 mm（2）椭圆形封头查JB/T4737-95，椭圆形封头与圆筒厚度相等，即8mm（3）管箱短节厚度查GB151-99P20，管箱短节厚度与圆筒厚度相等，即8mm （4）压力容器法兰(甲型)（5）膨胀节因为72.7153772.7153735.71550,m m m m T C t CT t C C C C ==-=-=< 所以不需设置膨胀节（6）管板查（《化工单元设备设计》P25-27）得固定管板式换热器的管板的主要尺寸：(7)（8）分程隔板两侧相邻管中心距25t mm =,019d mm =,0 1.2523.7525d mm mm ⨯=<换热管中心距宜不小于1.25倍的换热管外径,所设计的换热器不用机械方式清洗,采用正三角形排列(9)布管限定圆(10)拉杆的直径、数量和尺寸（11）拉杆孔12n d mm =,2 1.5 1.51218n l d mm ==⨯=（13）折流板的厚度和外径（14）接管已烷液体进出口接管的直径计算1128.4d mm === 采用159 4.5mm φ⨯热轧无缝钢管,实际已烷进出口管内流速为124140010001.82/243600624.89 3.140.15u m s ⨯⨯==⨯⨯⨯⨯冷却水进出口接管2d ,取2u =2m/s,则2193.1d mm ==采用1334mm φ⨯热轧无缝钢管,实际已烷进出口管内流速为:2229.1531.77/3.14994.30.1931u m s ==⨯⨯（15）管法兰（16）防冲板或导流筒因为水u<=3.0m/s ，己烷 222./223088.1627s m kg V <⨯=ρ,所以管程和壳程都不设防冲板或导流筒。
（17）鞍式支座(BI 型)（18）组装尺寸。