化工原理课程设计
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。
化工原理课程设计柴诚敬
化工原理课程设计 柴诚敬一、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. 学会运用化学工程的基本原理分析典型化工过程中的现象与问题；3. 掌握化工流程设计的基本方法和步骤，能结合实际案例进行流程分析与优化。
技能目标：1. 能够运用数学工具解决化工过程中的计算问题，如物料平衡、能量平衡等；2. 培养学生运用实验、图表、模拟等方法对化工过程进行研究和评价的能力；3. 培养学生团队协作、沟通表达及解决实际问题的能力。
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爱，激发学习积极性；2. 增强学生的环保意识，使其认识到化工过程对环境的影响及责任感；3. 培养学生严谨、求实的科学态度，提高其创新意识和实践能力。
本课程针对高年级学生，结合化工原理课程性质，注重理论与实践相结合，旨在培养学生运用基本原理解决实际问题的能力。
教学要求以学生为中心，注重启发式教学，激发学生的主动性和创造性。
课程目标分解为具体学习成果，以便于后续教学设计和评估。
通过本课程的学习，使学生能够全面掌握化工原理知识，为未来从事化工领域工作打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括：1. 化工流体力学基础：流体静力学、流体动力学、流体阻力与流动形态等；参考教材第二章：流体力学基础。
2. 热力学原理及应用：热力学第一定律、第二定律，以及理想气体、实际气体的热力学性质；参考教材第三章：热力学原理及其在化工中的应用。
3. 传质与传热过程：质量传递、热量传递的基本原理，以及相应的传递速率计算；参考教材第四章：传质与传热。
4. 化工过程模拟与优化：介绍化工过程模拟的基本方法，如流程模拟、动态模拟等，以及优化策略；参考教材第五章：化工过程模拟与优化。
5. 典型化工单元操作：分析各类单元操作的基本原理及设备选型，如反应器、塔器、换热器等；参考教材第六章：典型化工单元操作。
教学大纲安排如下：第一周：化工流体力学基础；第二周：热力学原理及应用；第三周：传质与传热过程；第四周：化工过程模拟与优化；第五周：典型化工单元操作。
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
化工原理课程设计1. 引言化工原理课程设计是化学工程专业本科学生的一门重要课程。
该课程旨在通过实际案例的分析和解决，让学生掌握化工原理的基本知识和应用技能。
本文将介绍化工原理课程设计的目的、内容、方法和评价。
2. 目的化工原理课程设计的目的是培养学生的工程实践能力和解决问题的能力。
通过实际案例的分析和设计，使学生能够应用所学的化工原理知识解决实际问题，提高工程实践能力。
3. 内容化工原理课程设计的内容涵盖了化工过程的基本原理和工艺流程的设计。
以下是化工原理课程设计的主要内容：3.1 化工过程的基本原理在化工原理课程设计中，学生将学习化工过程的基本原理，包括物质的平衡、能量的平衡、动量的平衡等。
学生将掌握化工过程中的质量守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律等基本原理。
3.2 工艺流程的设计在化工原理课程设计的过程中，学生将学习如何设计化工工艺流程。
学生将通过分析化工原料的性质和工艺要求，选择适当的反应器类型、控制参数等，设计出满足工艺要求的化工工艺流程。
4. 方法化工原理课程设计采用项目驱动的教学方法。
以下是化工原理课程设计的方法：4.1 实践项目学生将参与实际的化工工程项目，通过实际操作和实验，了解化工工艺的实际应用和操作流程。
学生将在实践中学习化工原理知识，提高解决问题和分析能力。
4.2 课程讲解和案例分析教师将通过课堂讲解和案例分析，介绍化工原理的基本概念和原理。
学生将通过分析和讨论实际案例，掌握化工原理的实际应用方法。
5. 评价化工原理课程设计的评价主要包括学生项目报告的评分和学生的学术表现。
以下是化工原理课程设计的评价指标：5.1 项目报告评分学生将根据课程设计项目的要求，提交相应的设计报告。
教师将对学生的设计报告进行评分，评估学生的设计能力和分析能力。
5.2 学术表现除了项目报告的评分外，教师还将评估学生的学术表现。
学生的学术表现包括参与课堂讨论、提出问题和解答问题的能力等。
6. 总结化工原理课程设计是化学工程专业学生培养工程实践能力和解决问题能力的重要课程。
化工原理课程设计
化工原理课程设计
化工原理课程设计是化工类专业学生进行的重要学科实践之一。
以下是化工原理课程设计的设计要点和步骤：
1. 设计目标
设计之前，需要先确定设计目标和要求。
设计目标是设计的核心，影响着整个课程设计过程。
设计目标通常包括实现的工艺流程、化学反应原理、环境保护、经济性等方面的要求。
2. 计算过程
计算过程是课程设计中的重要部分。
具体包括：物料平衡、能量平衡、流量计算、设备选择、操作模式等设计内容。
针对不同的化工过程，设计者需要确定其具体计算过程，包括物质计算、反应热计算、设备参数计算等。
3. 设备选型
设备选型必须充分考虑工艺、工情参数。
应包括其物理、化学性能、结构形式、操作特点和精度等因素。
4. 安全措施
化工原理课程设计中的安全措施是至关重要的设计要点。
设计者需要对可能发生的危险或任何异常情况进行充分的防范，并在设计过程中设定预防措施和应急方案。
5. 材料运输、存储条件及成本
材料的运输、存储也是重要的设计要点。
需要考虑材料的物理性质、化学性质以及材料运输和存储的安全措施，并充分考虑成本问题。
6. 结果展示
化工原理课程设计中的结果展示是对整个设计的汇总总结，需要对流程、操作、设备、工艺以及经济性进行全面展示。
展示形式可以包括实验报告、设计报告、模拟演示等。
化工原理课程设计旨在培养学生的综合实践能力，充分发挥学生的创新和实践能力。
在完成设计过程中，学生需要充分考虑工艺、安全、环保和经济等多方面的因素。
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。
化工原理课程设计精馏塔
化工原理课程设计任务书(一)设计题目在抗生素类药物生产过程中,需要用甲醇溶液洗涤晶体,洗涤过滤后产生废甲醇溶液,其组成为含甲醇46%、水54%（质量分数），另含有少量的药物固体微粒。
为使废甲醇溶液重复利用，拟建立一套填料精馏塔，以对废甲醇溶液进行精馏，得到含水量≤0.3%（质量分数）的甲醇溶液。
设计要求废甲醇溶液的处理量为 3.6万吨/年，塔底废水中甲醇含量≤0.5%（质量分数）。
(二)操作条件1)操作压力常压2)进料热状态自选3)回流比自选4)塔底加热蒸汽压力0.3Mpa（表压）(三)填料类型因废甲醇溶液中含有少量的药物固体微粒，应选用金属散装填料，以便于定期拆卸和清洗。
填料类型和规格自选。
(四)工作日每年工作日为300天，每天24小时连续运行。
(五)设计内容1、设计说明书的内容1)精馏塔的物料衡算；2)塔板数的确定；3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5)填料层压降的计算；6)液体分布器简要设计；7)精馏塔接管尺寸计算；8)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
摘要甲醇最早由木材和木质素干馏制的，故俗称木醇，这是最简单的饱和脂肪组醇类的代表物。
无色、透明、高度挥发、易燃液体。
略有酒精气味。
近年来，世界甲醇的生产能力发展速度较快。
甲醇工业的迅速发展，是由于甲醇是多种有机产品的基本原料和重要的溶剂，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。
由甲醇转化为汽油方法的研究成果，从而开辟了由煤转换为汽车燃料的途径。
近年来碳化学工业的发展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇树脂等产品，正在研究开发和工业化中。
甲醇化工已成为化学工业中一个重要的领域。
目前，我国的甲醇市场随着国际市场的原油价格在变化，总体的趋势是走高。
随着原油价格的进一步提升，作为有机化工基础原料——甲醇的价格还会稳步提高。
国内又有一批甲醇项目在筹建。
这样，选择最好的工艺利设备，同时选用最合适的操作方法就成为投资者关注的重点。
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。
马江权化工原理课程设计
马江权化工原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握化工原理的基本概念，如反应速率、化学平衡、传质过程等；2. 使学生了解化工过程中常见单元操作的基本原理，如蒸馏、吸收、萃取等；3. 帮助学生理解化工设备的设计与优化原则。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识解决实际化工问题的能力；2. 提高学生进行实验操作和数据分析的能力；3. 培养学生运用化工软件进行模拟计算的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对化工学科的兴趣，培养良好的学习习惯；2. 培养学生具备团队合作精神，善于倾听他人意见；3. 增强学生的环保意识，认识到化工在可持续发展中的重要性。
课程性质分析：本课程为高中化学选修课程，旨在让学生了解化工原理在实际生产中的应用，提高学生的理论联系实际的能力。
学生特点分析：学生已具备一定的化学基础知识，具有较强的学习能力和探究精神。
在此基础上，通过本课程的学习，有助于拓展学生的知识面，提高综合运用能力。
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. 注重实验操作与理论学习相结合，提高学生的实践能力；3. 创设情境，引导学生主动探究，培养学生的创新意识。
二、教学内容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：第二章《化学反应速率与化学平衡》2. 常见单元操作原理：蒸馏、吸收、萃取等；- 教材章节：第三章《化工单元操作原理》3. 化工设备设计与优化：换热器、反应釜、塔设备等；- 教材章节：第四章《化工设备设计与优化》4. 实验操作与数据分析：进行实验操作，分析实验数据，探讨实验现象；- 教材章节：第五章《实验操作与数据分析》5. 化工软件模拟计算：运用化工软件进行流程模拟与优化；- 教材章节：第六章《化工过程模拟与优化》6. 化工案例分析与讨论：分析实际化工生产案例，探讨化工原理在实际生产中的应用；- 教材章节：第七章《化工案例分析》教学进度安排：第1周：化工原理基本概念第2周：常见单元操作原理第3周：化工设备设计与优化第4周：实验操作与数据分析第5周：化工软件模拟计算第6周：化工案例分析与讨论教学内容确保科学性和系统性，结合教材章节，使学生能够逐步掌握化工原理知识，提高实际应用能力。
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
第一章绪论本次化工原理课程设计我们的任务是设计筛板塔分离苯和甲苯的混合物。
分离苯和甲苯对现实有着很重要的意义。
苯是染料、塑料、合成橡胶、合成树脂、合成纤维、合成药物和农药等的重要原料，也是涂料、橡胶、胶水等的溶剂，也可以作为燃料。
苯的沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体，易挥发。
苯比水密度低，密度为0.88g/ml，但其分子质量比水重。
苯难溶于水，1升水中最多溶解1.7g苯；但苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。
甲苯大量用作溶剂和高辛烷值汽油添加剂，也是有机化工的重要原料，但与同时从煤和石油得到的苯和二甲苯相比，目前的产量相对过剩，因此相当数量的甲苯用于脱烷基制苯或岐化制二甲苯。
甲苯衍生的一系列中间体，广泛用于染料、医药、农药、火炸药、助剂、香料等精细化学品的生产，也用于合成材料工业。
甲苯进行侧链氯化得到的一氯苄、二氯苄和三氯苄，包括它们的衍生物苯甲醇、苯甲醛和苯甲酰氯（一般也从苯甲酸光气化得到），在医药、农药、染料，特别是香料合成中应用广泛。
甲苯的环氯化产物是农药、医药、染料的中间体。
甲苯氧化得到苯甲酸，是重要的食品防腐剂（主要使用其钠盐），也用作有机合成的中间体。
甲苯及苯衍生物经磺化制得的中间体，包括对甲苯磺酸及其钠盐、CLT酸、甲苯-2,4-二磺酸、苯甲醛-2,4-二磺酸、甲苯磺酰氯等，用于洗涤剂添加剂，化肥防结块添加剂、有机颜料、医药、染料的生产。
甲苯硝化制得大量的中间体。
可衍生得到很多最终产品，其中在聚氨酯制品、染料和有机颜料、橡胶助剂、医药、炸药等方面最为重要。
甲苯是最简单，最重要的芳烃化合物之一。
在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。
甲苯的熔点为-95 ℃，沸点为111 ℃。
甲苯带有一种特殊的芳香味（与苯的气味类似），在常温常压下是一种无色透明，清澈如水的液体，密度为0．866克／厘米3，对光有很强的折射作用（折射率：1,4961）。
化工原理课程设计完整版
目录1.序言 (2)2.原始数据 (2)3.精馏塔的工艺设计 (3)一、物料衡算 (3)二、塔顶温度、塔底温度及最小回流比的计算 (3)三、确定最佳操作回流比与塔板层数 (5)四、塔板结构计算 (11)五、溢流堰高度h及堰上液层高度ow h的确定 (12)w六、板面筛孔布置的设计 (13)七、力学性能参数计算及校核 (13)八、塔板负荷性能图 (15)4.筛板设计计算的主要结果 (18)5.主要符号说明 (18)6.参考文献 (18)7.双组分筛板塔流程图 (19)8.结束语 (20)序言化工生产常需要进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。
精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。
为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。
本次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。
此设计苯—甲苯物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程，该设计方法被工程技术人员广泛的采用。
精馏设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算——物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，工艺流程图、主要设备的工艺条件图等内容。
通过对精馏塔的运算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是合理的，换热器和泵及各种尺寸是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。
Ⅰ.原始数据1.设计题目：双组分连续精馏筛板塔的设计2.原料处理量：1.25×104kg/h3.原料组成：4.分离要求：（1）：馏出液中低沸点组分的含量不低于0.970（质量分率）。
（2）：馏出液中低沸点组分的收率不低于0.985（质量分率）5.操作条件：（1）：操作压力：常压。
（2）：进料及回流状态：泡点液体。
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热水冷却器的设计两流体温度变化情况：热水进口温度80℃，出口温度60℃,压力0.1Pa ，冷流体(循环水)进口温度32℃，出口温度40℃。
允许压降不大于510Pa,每年按330天，每天按24小时连续运行 。
（一） 确定设计方案1.选择换热器类型该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式式换热器。
2. 流动空间及流速的确定循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，油品走壳程。
选用ф25×2.5的碳钢管，管内流速取i u =1.Om/ｓ。
(二)基础物性数据定性温度：可取流体进口温度的平均值。
壳程油的定性温度为：8060702C C T ︒︒︒-==(C ︒)管程流体的定性温度为：()3240362C Ct C ︒+︒==︒经计算可得水在70℃下的有关物性数据如下： 密度30977.8kg m ρ=定压比热容0 4.187()P C kj kg c ︒=⋅ 导热系数00.6676λ= 黏度 00.0004061Pa s μ=⋅循环冷却水在36℃下的物性数据： 密度 3994i kg m ρ=定压比热容 pi C =4.08 kJ/(kg·℃) 导热系数 i λ=0.626 W/(m·℃) 粘度 i μ=0.000725 Pa s ⋅()三计算总传热量1． 热流量的计算534011010 1.262631033024q ⨯⨯==⨯⨯2． 平均传热温差'1212(8040)(6032)33.68040ln ln6032m t t t Ct t ︒∆-∆---∆===∆--∆3. 冷却水用量()640 1.057310 3.239277104.084032i pi i Q kg h C t ω⨯===⨯∆⨯-4. 总传热系数 K管程传热系数0.02 1.0994Re 273400.000725i i iid u ρμ⨯⨯===()0.80.420.0234758.7pi i i i i i i i i i c d u w m c d μλρμλ︒⎛⎫⎛⎫∂==⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭壳程传热数假设壳程的传热系数()202000wmc ︒∂=⋅污垢热阻20.000172si R m c w ︒=⋅ 200.000172s R m c w ︒=⋅ 管壁导热系数()45wm c λ︒=⋅()2000001700.381si s i i i i K w m c d d bd R R d d d λ︒==⋅++++∂∂（四）计算传热面积3'2285.36109.68700.38m Q S m k t ⨯===∆15%的面积欲度21.159.6811.132S m =⨯=()五工艺结构尺寸1. 管径和管内流速：选用ф25×2.5传热管(碳钢)，取管内流速s m u i /1=，选用管长为3m 。
2. 管程数和传热管数:依据传热管内径和流速确定单程传热管数 ：()()2232392.779943600290.7850.02 1.04s i iVn d u π⨯==≈⨯⨯根按单程管计算，所需的传热管长度为:()011.132=4.893.140.02529s S L m d n π==⨯⨯ 按单管程设计，传热管过长，宜采用多管程结构。
现取传热管长l =3m ，则该换热器管程数为：4.8923p L N l ==≈ 传热管总根数N ＝29×2=58(根)3. 平均传热温差校正及壳程数： 平均传热温差校正系数8060 2.54032R -==-； 403210.16780326P -==≈- 按单壳程，双管程结构，温差校正系数应查有关图表。
0.97t ϕ∆=平均传热温差：'0.9733.632.6m t m t t C φ︒∆∆=∆=⨯=由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳程合适。
4. 传热管排列和分程方法采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。
取管心距t=1.25d 0，则 t=1.25×25=31.25≈32错误！未找到引用源。
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横过管束中心线的管数：错误！未找到引用源。
1.19 1.195810c n N ==≈根又因隔板中心到离其最近一排管中心距离按此式计算：S=t/2+6=32/2+6=22错误！未找到引用源。
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，因此各程相邻管的管心距为44错误！未找到引用源。
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5. 壳体内径：采用多管程结构，取管板利用率η＝0.7，则壳体内径为，则壳体内径为：=1.05 1.0532580.7305.85mm D t N η=⨯=圆整可取D ＝3256. 折流板采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25％，则切去的圆缺高度为h =0.25×325=81.25 (mm)故可取82mm 。
取折流板间距B ＝0.3D ，则B ＝0.3×325=97.5(mm)，取150mm折流板数：30001119150B N =-=-=传热管长（块）折流板间距折流板圆缺面水平装配。
7. 接管壳程流体进出口接管：取接管内水流速为u ＝1.5m/s ，则接管内径为：44 1.26263104(3600977.8)0.055(m)3.14 1.5Vd uπ⨯⨯⨯===⨯取标准管径圆整成50mm 。
管程流体进出口接管：取接管内循环水流速 u ＝2.0 m/s ，则接管内径为424 3.23927710(3600994)0.0759()3.14 2.0d m ⨯⨯⨯==⨯圆整后取80mm 。
()六换热器核算1. 热量核算①壳程对流传热系数 对圆缺形折流板，可采用凯恩公式0.1410.5503000.36Re Pr e w d λμμ⎛⎫∂= ⎪⎝⎭当量直径，由正三角形排列得)(020.0025.014.3025.0785.0032.023********22m d d t d o e =⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=ππ壳程流通截面积:()2000.02510.150.32510.0106640.032d S BD m t ⎛⎫⎛⎫=-=⨯⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 壳程流体流速及其雷诺数分别为()()40 1.26263103600977.80.3360.010664u m s ⨯⨯==800.020.336997.8Re 1.618100.0004061⨯⨯==⨯普兰特准数334.187100.406110Pr 2.5470.6676-⨯⨯⨯==粘度校正114.0≈⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛wμμ()()()10.552300.66760.3616180 2.5473456.780.02w m c ︒∂=⨯=⋅②管程对流传热系数管程流通截面积22580.7850.020.009106()2iS m =⨯= 管程流体流速及其雷诺数分别为()()32392.7736009940.99410.009106i u m s ⨯==0.020.9941994Re 27258.90.000725⨯⨯==普兰特准数334.08100.72510Pr 4.730.626-⨯⨯⨯==()()()0.80.420.6260.02327258.9 4.734738.20.02w m c ︒=⨯⨯⨯=⋅错误！未找到引用源。
○3传热系数K oso i o i o si i i o R d bd d d R d d K αλα11++++==10.0250.0250.0250.002510.0001720.0001724738.20.020.02450.02253456.78⨯+++++⨯⨯ ()2998.472w m c ︒=⋅○4传热面积S ()32285.36108.767998.47232.6m Q S m k t ⨯===∆⨯ 该换热器的实际传热面积()()()0 3.140.02530.065810p c S d L N n π=-=⨯⨯-⨯-()211.07m =11.078.767100%26.3%8.767P S S S --⨯==该换热器的面积裕度为H= 传热面积裕度合适，该换热器能够完成生产任务。
2. 换热器内流体的流动阻力 ①管程流动阻力()p s t i N N F P P P 21∆+∆=∑∆其中1=s N ,2=p N ,5.1=t F221u d l P iρλ=∆ ,222u P ρζ=∆ 由Re ＝27258.9，传热管相对粗糙度0.01/20＝0.005，查图——摩擦系数与雷诺准数及相对粗糙度的关系得()0.037/i W m C λ︒=⋅，流速错误！未找到引用源。
=0.9941m /s ，3994/kg m ρ=，所以有221u d l P i ρλ=∆错误！未找到引用源。
Pa222u P ρζ=∆错误！未找到引用源。
()52725.91473.5 1.5212598.210iP Pa Pa ∆=+⨯⨯=<∑(因此管程流动阻力在允许范围之内。
) ②壳程阻力()s t o N F P P P ''21∆+∆=∑∆其中1=s N ,1=tF流体流经管束的阻力()212'1oB c o u N n Ff P ρ+=∆()0.22805161800.5487f -=⨯=已知: 19B N =，5.0=F ，10c n =错误！未找到引用源。
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()212'1oB c o u N n Ff P ρ+=∆错误！未找到引用源。
()2977.80.3360.50.54871913092Pa ⨯=⨯⨯+⨯=225.32'2o B u D B N P ρ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆220.15977.80.33619 3.52702.50.3252Pa ⨯⨯⎛⎫=⨯-⨯= ⎪⎝⎭53092702.53011.510P Pa Pa ∆=+=<∑故壳程流动阻力也比较适宜。
五、设计结果汇总换热器主要结构尺寸和计算结果 换热器主要结构尺寸和计算结果见表2-13 换热器形式：固定管板式管口表 换热面积（m 2）:167.2 符号 尺寸 用途 连接型式 工艺参数 a DN80 循环水入口 平面 名称管程壳程b DN80循环水出口 平面物料名称 循环水 热水 c DN50 热水入口 凹凸面 操作压力，MPa 0.4 0.3dDN50热水出口 凹凸面 操作温度，℃ 40/30 140/40 e DN20 排气口 凹凸面 流量，kg/h 415329.77 40404.0404 f DN20 放净口凹凸面定压比热容kJ/（kg •K ）4.184 4.194 附图流体密度，kg/m 3 994 975.88流速，m/s 0.782 0.188传热量，kW 4707.50 总传热系数，W/m 2·K 740.8 传热系数，W/m 2·K4074.3 2636.2污垢系数，m 2·K/W0.000344 0.000172阻力降，MPa 0.0116 0.0059 程数 2 1 推荐使用材料 碳钢 碳钢 管子规格 ф25×2.5 管数目/根740 管长mm:3000管间距，mm 32 排列方式 正三角形 折流板型式 上下 间距mm 150 切口高度25% 壳体内径，mm 1120 保温层厚度，mm管长l （L ）4.77 折流板数/个 11。