材料工艺设计概论课程设计 (c1级预热器)
化工原理课程设计说明书 预热器
第一章列管换热器设计概述1.1.换热器系统方案的确定进行换热器的设计，首先应根据工艺要求确定换热系统的流程方案并选用适当类型的换热器，确定所选换热器中流体的流动空间及流速等参数，同时计算完成给定生产任务所在地需的传热面积，并确定换热器的工艺尺寸且根据实际流体的腐蚀性确定换热器的材料，根据换热器内的压力来确定其壁厚。
1.1.1全塔流程的确定从塔底出来的釜液一部分进入再沸器再沸后回到精馏塔内，一部分进入到冷却器中。
为了节约能源，提高热量的利用率，采用原料液冷却塔底釜液，这样不仅冷却了釜液又加热了原料液，既可以减少预热原料所需要的热量，又可减少冷却水的消耗。
从冷却器出来的釜液直接储存，从冷却器出来的原料液再通往原料预热器预热到所需的温度。
塔顶蒸出的乙醇蒸汽通入塔顶全凝器进行冷凝，冷凝完的液体进入液体再分派器，其中的2/3回流到精馏塔内，另1/3进入冷却器中进行冷却，流出冷却器的液体直接储存作为产品卖掉。
1.1.2加热介质冷却介质的选择在换热过程中加热介质和冷却介质的选用应根据实际情况而定。
除应满足加热和冷却温度外，还应考虑来源方面，价格低廉，使用安全。
在化工生产中常用的加热剂有饱和水蒸气、导热油，冷却剂一般有水和盐水。
综合考虑，在本次设计中的换热器加热介质选择饱和水蒸气，冷却介质选择水。
1.1.3换热器类型的选择列管式换热器的结构简单、牢固，操作弹性大，应用材料广，历史悠久，设计资料完善，并已有系列化标准，特别是在高温、高压和大型换热设备中占绝对优势。
所以本次设计过程中的换热器都选用列管式换热器。
由于本次设计过程中所涉及的换热器的中冷热流体温差不大（小于70℃）,各个换热器的工作压力在1.6MP以下，都属于低压容器，因固定管板式换热器两端管板与壳体连在一起，这类换热器结构简单、价格低廉、管子里面易清洗，所以可选择列管式换热器中的固定管板式换热器。
1.1.4流体流动空间的选择哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例)。
化工原理课程设计(原料预热器①)
目录一、设计题目 _________________ 0二、设计依据 _________________ 0三、设计要求 _________________ 0第1节：物料衡算、热量衡算_____________________________________________ 01.精馏塔物料衡算 ______________________________________________________________ 02.冷凝器物料衡算及热量衡算 ____________________________________________________ 53.产品冷却器物料衡算及热量衡算 ________________________________________________ 74.原料预热器（1）的物料衡算及热量衡算 _________________________________________ 85.原料预热器（2）的物料衡算及热量衡算 _________________________________________ 96.再沸器的物料衡算及热量衡算 _________________________________________________ 107.物料衡算汇总表 _____________________________________________________________ 118.热量衡算及换热器要求汇总表 _________________________________________________ 12第2节：列管式换热器选型及校核（原料预热器①）________________________ 141.初选原料预热器（1）规格 ____________________________________________________ 142.核算总传热系数 _____________________________________________________________ 20第3节：所选固定管板式换热器的结构说明________________________________ 221.管程结构___________________________________________________________________ 222.壳体结构___________________________________________________________________ 233.其他主要附件_______________________________________________________________ 24第4节：换热器的主要结构和计算结果____________________________________ 24 第5节：参考文献及资料________________________________________________ 25 附___________________________ 26设计任务书一、设计题目：乙醇水精馏系统换热器设计二、设计依据：1、产量：7万吨2、年工作时间：330天3、原料乙醇：浓度50%（质量），出库温度25℃4、产品乙醇：浓度95%（质量），入库温度≤45℃5、乙醇回收率：99.5%6、原料乙醇泡点进料，回流比R=1.15R min7、循环冷却水进口温度：30℃8、再沸器饱和水蒸气温度：150℃9、系统散热损失：不考虑系统散热损失10、换热器KA值裕度：20~40%11、原料预热器（2）设计三、设计要求：第1节：物料衡算、热量衡算1.精馏塔物料衡算乙醇、水的相对分子质量为M乙醇=46.07g/mol，M水=18.02g/mol 由原料乙醇质量浓度为50%得原料乙醇的摩尔分率为：F=50%/M X 50%/M M 50%/46.07=50%/46.07+50%/18.02=0.2812乙醇乙醇水+50%/ 由产品乙醇质量浓度为95%得产品乙醇的摩尔分率为：D 95%/X =95%/95%/46.0795%/46.075%/18.020.8814M M =+=乙醇乙醇水+5%/M 原料F 、塔顶馏出液D 的平均相对分子质量：F X M /F F M X g mol=⨯M +⨯⨯46.07+⨯18.02=25.91乙醇水（1-）=0.2812（1-0.2812） D D D X M 8814881442.74/M X g mol=⨯M +⨯⨯46.07+⨯18.02=乙醇水（1-）=0.（1-0.） 塔顶产品流率D ：(33024)D MD M h=⨯⨯()7371042.7433024206.79/8.83810/h kmol h kg h⨯=⨯⨯==⨯由乙醇回收率99.5%DFDX FX η==得：206.790.88140.28120.995651.42/D F DX F X kmol hη=⨯=⨯=4651.4225.9116878.29/1.68810/F kg hkg h =⨯=≈⨯流率W ：651.42206.79444.63/W F Dkmol h=-=-= 塔底残液摩尔分率：3651.420.2812206.790.8814444.632.0610F DW FX DX X W--=⨯-⨯==⨯塔底残液W 的平均相对分子质量：()()mol g M X M X M W W W /08.1802.181006.2-107.461006.213-3-=⨯⨯+⨯⨯=⨯-+⨯=水乙醇 3444.6318.088038.91/8.04010/W kg h kg h=⨯=≈⨯ 计算R min乙醇-水气液平衡数据101.32578.27470.7959180.816009 101.32578.230130.8163270.830926 101.32578.195040.8367350.846514 101.32578.169870.8571430.862807 101.32578.155050.8775510.879841 101.32578.151050.8979590.897655 101.32578.158340.9183670.916291 101.32578.177390.9387760.935794 101.32578.20870.9591840.956211 101.32578.252760.9795920.977595 101.32578.3103311作图如下：由图可得min0.193 1DX R=+，故R min=3.57R=1.15R min=1.15⨯3.57=4.1055塔顶冷凝器将来自塔顶的蒸汽全部冷凝，即该冷凝器为全凝器，凝液在泡点温度下部分地回流入塔，由恒摩尔流假定，塔顶液体摩尔流率L 、气体摩尔流率V 为:44.1055206.79848.898/3.62810/L RDkmol h kg h==⨯==⨯ ()415.1055206.791055.77/45123.45/4.51210/V R D kmol h kg h kg h=+=⨯==≈⨯ 因为是泡点进料，所以q=1()()()()()4V V 1114.10551206.7911651.421055.77/19088.32/ 1.90910/q F R D q Fkmol h kg h kg h =--=+--=+⨯--⨯==≈⨯344.1055206.791651.421.510/27127.17/2.71310/L L qFRD qFkmol h kg h kg h=+=+=⨯+⨯≈⨯=≈⨯ 又W=1.76*10-3，则V =L -W 成立 2.冷凝器物料衡算及热量衡算查【《化工原理》下册P268附录】得，质量组成为95%的乙醇水溶液的沸点为78.2℃。
预热器制作方案
预热器制作方案编制：0审核：批准：一、工程概况及编制依据1.1工程概况：1.1.1 该工程属1.1.2 制作范围本设备为水泥熟料生产线烧成窑尾塔架上安装的预热器设备，主要由5级旋风筒壳体、各级下料管、各级风管和分解炉、烟室及其辅件构成。
采用现场制作、涂装、加固、预组装，每台套主要包括但不限于下表各部件。
序号部件名称型号与尺寸（mm）材质重量（t）数量备注1C1旋风筒壳体（Φ=3900）x（h=4680）Q235B254件包括配套零部件2C2旋风筒壳体（Φ=5850）x（h=4500）Q235B、0Cr18Ni9392件包括配套零部件3C3旋风筒壳体（Φ=5850）x（h=4850）Q235B、0Cr18Ni9412件包括配套零部件4C4旋风筒壳体（Φ=6350）x（h=5150）Q235B482件包括配套零部件5C5旋风筒壳体（Φ=7200）x（h=6990）Q235B、0Cr17Ni12Mo2732件包括配套零部件6C1旋风筒内筒Φ=1960x3480Q235B 4.54件7C2旋风筒内筒Φ=3050x17000Cr18Ni9 2.62件8C3旋风筒内筒Φ=3310x18100Cr25Ni20 3.02件9C1下料管Φ=500Q235B44只不包括重锤阀10C2下料管Φ=900Q235B 3.52只不包括重锤阀11C3下料管Φ=950Q235B42只不包括重锤阀12C4下料管Φ=950Q235B122只不包括重锤阀13C5下料管Φ=950Q235B7.52只不包括重锤阀、分料阀14分解炉（Φ=9000）x（h=21900）Q235B、0Cr17Ni12Mo21001个15窑尾烟室待定Q235B、0Cr17Ni12Mo2201个16C1级风管Φ=3150Q235B14.52根包括配套零部件17C2级风管Φ=3300Q235B182根包括配套零部件18C3级风管Φ=3500Q235B202根包括配套零部件19C4级风管Φ=3750Q235B232根包括配套零部件20三通分配器、环形采压管、测温管Q235B1.1.3 编制依据a）设计院提供的图纸和《制作要领书》、《检测要领书》等技术文件；b）JC 465-2006《水泥工业用预热器分解炉系统装备技术条件》；c）GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》；d）JC/T402-2006《水泥机械涂漆防锈技术条件》；e）与本工程施工及验收相关的规程、规范；F）本公司有关规章制度。
材料加热炉课程设计
材料加热炉课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解材料加热炉的基本原理，掌握加热炉的构造及其功能。
2. 学生能掌握材料加热过程中温度控制的重要性，了解不同材料加热的温度范围。
3. 学生能了解加热炉在工业生产中的应用，掌握相关安全操作知识。
技能目标：1. 学生能够独立操作加热炉，进行简单的材料加热实验。
2. 学生能够根据实验数据，分析加热炉的加热效果，并提出优化方案。
3. 学生能够运用所学知识，解决实际生产中与加热炉相关的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到加热炉在材料加工中的重要性，培养对工业生产的兴趣。
2. 学生能够树立安全意识，养成良好的实验操作习惯。
3. 学生能够学会团队合作，培养沟通、协作能力，增强集体荣誉感。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识与实际操作，培养学生动手能力。
学生特点：学生具备一定的物理知识基础，但对实际操作相对陌生，好奇心强，但安全意识较弱。
教学要求：注重理论知识与实践操作的相结合，强调安全操作，引导学生主动参与，培养解决问题的能力。
通过课程学习，使学生达到上述知识、技能和情感态度价值观目标，为后续相关课程和未来职业发展打下基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 加热炉的基本原理：讲解加热炉的工作原理，包括热传递、加热方式等，对应教材第二章第一节。
2. 加热炉的构造与功能：详细介绍加热炉的各部分构造，如加热器、温控系统、炉膛等，并说明其功能，对应教材第二章第二节。
3. 加热过程温度控制：讲解温度控制的重要性，介绍温度控制的方法和设备，对应教材第二章第三节。
4. 不同材料的加热温度范围：分析各类材料加热的温度要求，列举具体实例，对应教材第二章第四节。
5. 加热炉在工业生产中的应用：介绍加热炉在工业生产中的实际应用，如金属加工、陶瓷烧结等，对应教材第二章第五节。
6. 安全操作知识：强调加热炉操作的安全注意事项，教授安全操作方法，对应教材第二章第六节。
材料与工艺课程设计
材料与工艺课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握材料分类、性能及在工艺中的应用。
2. 学生能了解不同工艺流程对材料选择的影响。
3. 学生能掌握至少三种常见的工艺制作方法，并描述其工作原理。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析并选择合适的材料进行工艺设计。
2. 学生能在教师的指导下，独立完成一项工艺制作项目，展示完整的工艺流程。
3. 学生能通过实际操作，提高动手能力，培养细致、精确的工艺制作技巧。
情感态度价值观目标：1. 学生能培养对传统工艺的尊重和热爱，增强民族自豪感。
2. 学生在合作完成工艺制作过程中，学会团队协作，提高沟通能力。
3. 学生通过接触不同材料与工艺，培养环保意识，关注可持续发展。
本课程旨在让学生深入了解材料与工艺之间的关系，掌握基本的工艺制作技能，培养创新意识和实践能力。
针对初中年级学生的认知特点，课程内容以实际操作为主，理论讲解为辅，注重培养学生的动手能力和团队协作精神。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活，提高对工艺制作的兴趣和热情。
二、教学内容1. 材料的分类与性能- 介绍金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料的基本特性。
- 分析各类材料在工艺中的应用及优缺点。
2. 工艺流程与材料选择- 学习不同工艺流程（如铸造、锻造、热处理等）对材料的要求。
- 探讨如何根据工艺需求选择合适的材料。
3. 常见工艺制作方法- 介绍铸造、焊接、热处理等工艺的基本原理和操作方法。
- 指导学生动手实践，掌握至少三种工艺制作方法。
4. 工艺制作项目实践- 设计并实施一项工艺制作项目，让学生将所学知识应用于实际操作。
- 按照项目进度，分阶段进行评估和指导。
5. 环保意识与可持续发展- 分析材料与工艺对环境的影响，培养学生环保意识。
- 探讨如何在工艺制作中实现可持续发展。
教学内容依据课程目标，以教材为参考，注重科学性和系统性。
教学大纲明确，教学内容分为五个部分，按照教材章节逐步展开，确保学生能够循序渐进地掌握材料与工艺知识。
甲醇预热器课程设计
甲醇预热器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解甲醇预热器的基本概念、工作原理及其在化工生产中的应用。
2. 学生能够掌握甲醇预热器的主要结构、操作流程及维护保养方法。
3. 学生能够了解甲醇预热器在提高能源利用效率、降低能耗方面的作用。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析甲醇预热器在实际生产中可能出现的问题，并提出合理的解决方案。
2. 学生能够通过实际操作，熟练掌握甲醇预热器的启停、调试和运行流程。
3. 学生能够运用数据处理软件，对甲醇预热器的运行数据进行分析，评估设备性能。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对化学工程设备的好奇心与探究精神，提高学习兴趣。
2. 学生树立安全意识，认识到化工生产中设备安全、节能降耗的重要性。
3. 学生培养团队合作精神，学会与他人共同分析问题、解决问题，为我国化工事业做出贡献。
课程性质分析：本课程为化学工程与工艺专业课程，旨在使学生掌握甲醇预热器的基本知识、操作技能，提高实际工程应用能力。
学生特点分析：学生已具备一定的化学基础和工程知识，具有较强的动手能力和一定的数据分析能力。
教学要求：1. 结合实际案例，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 创设情境，激发学生的探究兴趣，培养学生的创新思维。
3. 强化团队合作，提高学生的沟通与协作能力。
二、教学内容1. 甲醇预热器的基本概念：包括预热器的作用、分类及其在化工生产中的应用。
2. 甲醇预热器的工作原理：重点讲解热交换原理、热量传递方式及其在提高能源利用效率方面的作用。
3. 甲醇预热器的主要结构：介绍预热器的结构组成、材料选择及其在设备性能方面的影响。
4. 甲醇预热器的操作流程：详细讲解设备的启停、调试、运行及维护保养方法。
5. 甲醇预热器的故障分析与处理：分析设备运行过程中可能出现的故障，探讨解决方案和预防措施。
6. 甲醇预热器的运行数据评估：运用数据处理软件，对设备运行数据进行收集、分析和评估。
材料工艺课程设计
材料工艺课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握材料工艺的基本概念、分类及应用。
2. 学生能够了解不同材料的特点、优缺点及其在工业生产中的应用。
3. 学生能够掌握材料加工的基本工艺流程及其对材料性能的影响。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析、评估实际生活中的材料工艺问题，并提出合理的解决方案。
2. 学生能够运用实验、观察等方法，对材料工艺进行实际操作，提高实践能力。
3. 学生能够通过查阅资料、小组讨论等方式，培养自主学习、合作探究的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对材料工艺产生兴趣，养成对材料科学研究的热情和探究精神。
2. 学生认识到材料工艺在日常生活和国家经济发展中的重要性，增强社会责任感和使命感。
3. 学生在实践过程中，培养严谨、细致、勇于创新的科学态度，提高审美观念和环保意识。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论教学与实验操作，旨在培养学生的动手能力、创新意识和实际应用能力。
学生特点：初中年级学生，具有一定的物理、化学知识基础，好奇心强，善于观察和思考。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，培养其独立思考、解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，分层教学，确保每位学生都能达到课程目标。
通过有效的教学评估，及时了解学生的学习成果，为后续教学提供指导。
二、教学内容1. 材料工艺基本概念：材料分类、性质、应用。
- 教材章节：第一章 材料与工艺概述2. 金属材料工艺：金属的性质、加工方法、表面处理技术。
- 教材章节：第二章 金属材料与工艺3. 塑料材料工艺：塑料的分类、成型方法、应用领域。
- 教材章节：第三章 塑料材料与工艺4. 陶瓷材料工艺：陶瓷原料、成型工艺、烧成技术。
- 教材章节：第四章 陶瓷材料与工艺5. 复合材料工艺：复合材料的组成、性能、应用。
- 教材章节：第五章 复合材料与工艺6. 材料工艺实验操作：金属、塑料、陶瓷、复合材料等工艺的实际操作。
化工原理预热器课程设计
化工原理预热器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解预热器在化工生产过程中的作用和重要性。
2. 学生能掌握预热器的基本工作原理和主要结构。
3. 学生能了解预热器在热能交换中的应用和影响。
技能目标：1. 学生能运用化工原理，分析和计算预热器中的热量传递过程。
2. 学生能设计简单的预热器系统，并进行参数优化。
3. 学生能运用相关软件或工具对预热器进行模拟和性能分析。
情感态度价值观目标：1. 学生能认识到化工技术在国民经济发展中的关键作用，增强对化工专业的认同感和责任感。
2. 学生能养成科学严谨、勤奋好学的学习态度，提高解决实际问题的能力。
3. 学生能在团队协作中发挥个人优势，培养合作精神，增强沟通与交流能力。
课程性质：本课程为化工原理课程设计，以实践性和应用性为主，强调理论知识与实际工程相结合。
学生特点：学生为高中二年级学生，已具备一定的化学基础和物理知识，对化工原理有一定了解。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重启发式教学，引导学生主动参与，培养实际操作能力和创新能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 预热器的基本概念与分类：介绍预热器的定义、作用和分类方法，结合课本第3章热交换器相关内容，理解预热器在化工生产中的应用。
- 教材章节：第3章 热交换器- 内容列举：热交换器的定义、分类、应用场景2. 预热器工作原理与结构：学习预热器的工作原理，分析其主要结构和组成部分，结合课本第4章热传递内容，探讨预热器中的热量传递方式。
- 教材章节：第4章 热传递- 内容列举：热量传递方式、热交换器结构及工作原理3. 预热器设计与计算：根据课程目标，学习预热器的设计方法，掌握相关计算公式，结合课本第5章流体流动与传热内容，进行实际案例分析。
- 教材章节：第5章 流体流动与传热- 内容列举：流体流动与传热基本方程、热交换器设计计算方法4. 预热器性能分析：运用相关软件或工具，对预热器进行模拟和性能分析，结合课本第6章化工设备性能评价内容，了解预热器性能评价方法。
一级预热器的制造技术
一级预热器的制造技术作者：刘小燕党云涛来源：《中国新技术新产品》2016年第01期摘要：一级预热器因其钛管直径大，管壁薄，为钛管胀接和焊接的质量控制带来了较大困难。
本文介绍了一级预热器整个制造过程中重点环节的质量控制方法。
根据钛材的焊接特性，在焊接过程中有针对性地采取合理的保护措施，制定合适的焊接工艺，严格把好各个施工环节质量关，从而保证了一级预热器的整体质量。
关键词：一级预热器；钛换热管；管板中图分类号：TK414 文献标识码：A1 概述一级预热器是为了提高设备热交换性能，降低热量损耗的一种预热设备。
本设备是利用饱和卤水将冷凝水冷却，管程介质为饱和卤水，壳程介质为冷凝水。
换热管选取具有很好耐卤水腐蚀性能的钛材。
由于钛材不仅具有较好的塑性、韧性，而且在氧化性、中性及含氯离子的介质中，钛的耐腐蚀性能均优于普通不锈钢和铝等。
但钛材的焊接性能不好，焊接时极易产生氧化、氮化和脆化等缺陷。
因此，结合钛材的性能和特点，对钛材换热器制造过程中的每道工序、焊接每一项操作步骤进行严格的质量控制。
2 设备简介本设备为管壳式换热器，共需钛换热管144根，规格为φ38mm×1mm，其设计技术参数见表1。
一级预热器主要关键部件有：壳体、封头、换热管与管板，其中重点控制钛管与钛复合管板的质量，为此我们特制定如下控制程序并严格实施。
3 质量控制3.1 原材料控制钛管的供货除应满足NB/T47019.8-2011标准外，另制定了“钛管订货补充技术协议”，标准中钛管外径误差按标准为±0.15 ，我方要求取正偏差0.05；管端倾斜度原标准要求3.2 机加工工艺控制一级预热器的管板加工对整台设备的制造至关重要，钛复合管板的钻孔精度要求很高，为了保证钻孔精度，分三次加工，图纸尺寸要求是，所以第一遍钻孔采用第二遍钻孔采用，第三遍钻孔采用，整体钻孔尺寸精度保证在38.4以内。
同时还必须保证管孔坡口尺寸到位。
在管板钻孔时，冷却液选用乳化液，尽量降低管板孔生锈的可能性，如图1所示。
材料与工艺课程总体设计教案
材料与工艺课程总体设计教案一、课程简介1. 课程背景本课程旨在帮助学生系统地了解和掌握材料与工艺的基本概念、原理和方法，培养学生对材料性能、工艺流程和材料应用的认知能力。
通过本课程的学习，使学生能够运用所学知识分析和解决实际工程问题。
2. 课程目标（1）掌握材料的基本概念、分类和性能；（2）熟悉常用材料的性质及应用；（3）了解工艺流程及其对材料性能的影响；（4）培养学生分析和解决实际工程问题的能力。
二、教学内容1. 材料的基本概念、分类和性能（1）材料的概念及分类；（2）材料的性能及测试方法。
2. 常用材料及其性质与应用（1）金属材料；（2）非金属材料；（3）复合材料。
3. 工艺流程及其对材料性能的影响（1）铸造工艺；（2）焊接工艺；（3）热处理工艺；（4）表面处理工艺。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和工艺流程；2. 案例分析法：分析实际工程案例，加深学生对材料与工艺的理解；3. 实验法：进行材料性能测试，培养学生的实践操作能力；4. 小组讨论法：分组讨论问题，培养学生的团队合作精神。
四、教学资源1. 教材：选用权威、实用的教材；2. 课件：制作精美、清晰的课件；3. 实验设备：确保实验教学的需要；4. 网络资源：利用网络资源，拓宽学生视野。
五、课程评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现、作业完成情况；2. 期中考试：测试学生对课程知识的掌握程度；3. 实验报告：评价学生的实践操作能力和分析问题能力；4. 课程设计：评估学生的综合运用能力和解决实际问题的能力。
六、教学安排1. 课时安排：总共32课时，包括16课时理论教学和16课时实验教学。
2. 教学计划：（1）第1-8课时：材料的基本概念、分类和性能；（2）第9-16课时：常用材料及其性质与应用；（3）第17-24课时：工艺流程及其对材料性能的影响；（4）第25-32课时：实验教学及课程设计。
七、教学注意事项1. 注重理论与实践相结合，提高学生的实践操作能力；2. 关注学生的个体差异，因材施教；八、教学反思1. 课程结束后，对教学效果进行自我评估；3. 针对不足之处，调整教学方法和策略；4. 不断完善教案，提高教学质量。
c-c耐火材料课程设计
c-c耐火材料课程设计摘要碳-碳（C/C）复合材料是以碳（或石墨）纤维及其织物为增强材料，以碳（或石墨）为基体，通过加工处理和碳化处理制成的全碳质复合材料，具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和膨胀系数小等一系列优异性能，碳-碳复合材料除了能保持石墨原有的优良性能外，还能克服他的缺点，大大提高了韧性和强度，降低了热膨胀系数，尤其是相对密度小，具有很强的比强度和比模量，既可作为结构材料承载重荷,又可作为功能材料发挥作用。
同时，碳-碳复合材料是一种能在超高温条件下工作的高温结构材料，可以作为磨阻材料，并且产生裂痕不会像陶瓷石墨那样严重的力学性能丢失，所以在航空航天领域具有广阔的应用前景。
本文综述了碳-碳复合材料的性能及其在各领域的应用进展，比如在电子行业，纺织行业，汽车行业领域的应用，并对碳/碳复合材料的制备工艺进行了设计。
关键词碳-碳，复合材料，制备原理，工艺设计1 前言九十年代以来，由于高技术的发展、武器系统的激烈竞争，使传统材料与设计要求之间的差距越来越大，就是某些高性能复合材料，如金属基复合材料、陶瓷基复合材料、树脂基复合材料都难以满足未来武器系统的需求，更不用说传统的金属、合金和陶瓷材料。
碳-碳(C/C)复合材料，即以碳纤维(简称CF) 增强碳基体所组成的复合材料，不仅具有高比强度等良好的结构性能，而且具有耐热、绝热、吸附、超导、耐磨等优异的功能特性，是最有发展前途的高技术新材料之一。
2 C/C复合材料的性能及应用2.1 C/C复合材料的性能C/C复合材料是指以CF作为增强体，以碳作为基体的一类复合材料。
C/C复合材料是新材料领域中重点研究和开发的一种新型超高温材料，它具有以下显著特点：①密度小 (<2.0g/cm)，仅为镍基高温合金1/4 ，陶瓷材料的1/2，这一点对许多结构或装要求轻型化至关重要。
②高温力学性能极佳，随着温度升高(可达2200℃)，其强度不仅不降低，甚至比在室温时还高，这是其它结构材料所无法比拟的。
化工原理课程设计原料预热器①
化工原理课程设计(原料预热器①)目录一、设计题目 _________________ 0二、设计依据 _________________ 0三、设计要求 _________________ 0第1节：物料衡算、热量衡算_____________________________________________ 01.精馏塔物料衡算 _____________________________________________________________ 02.冷凝器物料衡算及热量衡算 ___________________________________________________ 73.产品冷却器物料衡算及热量衡算 _______________________________________________ 84.原料预热器（1）的物料衡算及热量衡算 ________________________________________ 95.原料预热器（2）的物料衡算及热量衡算 _______________________________________ 106.再沸器的物料衡算及热量衡算 ________________________________________________ 117.物料衡算汇总表 ____________________________________________________________ 128.热量衡算及换热器要求汇总表 ________________________________________________ 13第2节：列管式换热器选型及校核（原料预热器①）________________________ 151.初选原料预热器（1）规格 ___________________________________________________ 152.核算总传热系数 ____________________________________________________________ 21第3节：所选固定管板式换热器的结构说明________________________________ 231.管程结构 __________________________________________________________________ 232.壳体结构 __________________________________________________________________ 243.其他主要附件 ______________________________________________________________ 25第4节：换热器的主要结构和计算结果____________________________________ 25第5节：参考文献及资料________________________________________________ 26附___________________________ 27设计任务书一、设计题目：乙醇水精馏系统换热器设计二、设计依据：1、产量：7万吨2、年工作时间：330天3、原料乙醇：浓度50%（质量），出库温度25℃4、产品乙醇：浓度95%（质量），入库温度≤45℃5、乙醇回收率：99.5%6、原料乙醇泡点进料，回流比R=1.15R min7、循环冷却水进口温度：30℃8、再沸器饱和水蒸气温度：150℃9、系统散热损失：不考虑系统散热损失10、换热器KA值裕度：20~40%11、原料预热器（2）设计三、设计要求：第1节：物料衡算、热量衡算1.精馏塔物料衡算乙醇、水的相对分子质量为M乙醇=46.07g/mol，M水=18.02g/mol 由原料乙醇质量浓度为50%得原料乙醇的摩尔分率为：F=50%/M X 50%/M M 50%/46.07=50%/46.07+50%/18.02=0.2812乙醇乙醇水+50%/由产品乙醇质量浓度为95%得产品乙醇的摩尔分率为：D 95%/X =95%/95%/46.0795%/46.075%/18.020.8814M M =+=乙醇乙醇水+5%/M原料F 、塔顶馏出液D 的平均相对分子质量：F X M /F F M X g mol=⨯M +⨯⨯46.07+⨯18.02=25.91乙醇水（1-）=0.2812（1-0.2812）D D D X M 8814881442.74/M X g mol=⨯M +⨯⨯46.07+⨯18.02=乙醇水（1-）=0.（1-0.）塔顶产品流率D ：(33024)D MD M h =⨯⨯()7371042.7433024206.79/8.83810/hkmol h kg h⨯=⨯⨯==⨯ 由乙醇回收率99.5%DF DX FX η==得：206.790.88140.28120.995651.42/DF DX F X kmol hη=⨯=⨯=4651.4225.9116878.29/1.68810/F kg hkg h =⨯=≈⨯流率W ：651.42206.79444.63/W F Dkmol h=-=-=塔底残液摩尔分率：3651.420.2812206.790.8814444.632.0610F DW FX DX X W--=⨯-⨯==⨯塔底残液W 的平均相对分子质量：()()molg M X M X M W W W /08.1802.181006.2-107.461006.213-3-=⨯⨯+⨯⨯=⨯-+⨯=水乙醇3444.6318.088038.91/8.04010/W kg h kg h=⨯=≈⨯计算R min乙醇-水气液平衡数据P(kPa) T(℃) X Y101.325 100.01770 0101.325 94.808570.0204080.187889101.325 91.457910.0408160.295516101.325 89.131880.0612240.365032101.325 87.445820.0816330.413396101.325 86.174730.1020410.448925101.325 85.192160.1224490.476089101.325 84.415180.1428570.497555101.325 83.7881 0.1632650.515008101.325 83.272240.1836740.529566101.325 82.839990.2040820.542004101.325 82.471220.224490.552871101.325 82.151070.2448980.562574101.325 81.868420.2653060.571414101.325 81.614870.2857140.579625101.325 81.384050.3061220.587387101.325 81.171150.3265310.594843101.325 80.972470.3469390.602108101.325 80.785250.3673470.609275101.325 80.607390.3877550.616421101.325 80.437340.4081630.62361101.325 80.273950.4285710.630897101.325 80.116440.448980.638329101.325 79.964250.4693880.645945101.325 79.817050.4897960.653783101.325 79.674650.5102040.661873101.325 79.537 0.5306120.670245101.325 79.404160.551020.678926101.325 79.276250.5714290.687942101.325 79.153470.5918370.697317101.325 79.036060.6122450.707074101.325 78.922230.6326530.717273101.325 78.816680.6530610.727858101.325 78.717420.6734690.738896101.325 78.624790.6938780.750411101.325 78.539170.7142860.762426101.325 78.460950.7346940.774966101.325 78.390520.7551020.788058101.325 78.3283 0.77551 0.80173101.325 78.2747 0.7959180.816009101.325 78.230130.8163270.830926101.325 78.195040.8367350.846514101.325 78.169870.8571430.862807101.325 78.155050.8775510.879841101.325 78.151050.8979590.897655101.325 78.158340.9183670.916291101.325 78.177390.9387760.935794101.325 78.2087 0.9591840.956211101.325 78.252760.9795920.977595101.325 78.310331 1作图如下：由图可得min 0.1931D X R =+，故R min =3.57R=1.15R min =1.15⨯3.57=4.1055塔顶冷凝器将来自塔顶的蒸汽全部冷凝，即该冷凝器为全凝器，凝液在泡点温度下部分地回流入塔，由恒摩尔流假定，塔顶液体摩尔流率L 、气体摩尔流率V 为:44.1055206.79848.898/3.62810/L RDkmol hkg h==⨯==⨯()415.1055206.791055.77/45123.45/4.51210/V R Dkmol h kg hkg h=+=⨯==≈⨯因为是泡点进料，所以q=1()()()()()4V V 1114.10551206.7911651.421055.77/19088.32/ 1.90910/q FR D q Fkmol h kg h kg h=--=+--=+⨯--⨯==≈⨯344.1055206.791651.421.510/27127.17/2.71310/L L qFRD qFkmol h kg h kg h=+=+=⨯+⨯≈⨯=≈⨯ 又W=1.76*10-3，则V =L -W 成立2.冷凝器物料衡算及热量衡算查【《化工原理》下册P268附录】得，质量组成为95%的乙醇水溶液的沸点为78.2℃。
预热器课程设计
课程设计说明书日产3200吨熟料现代化干法生产水泥厂初步设计（重点车间：预热器部分）学院：材料与化学工程学院专业班级：无机非金属材班学生姓名：学号：指导教师：设计时间：摘要迄今为止，水泥是全球经济发展最重要的建筑材料之一，并且在很长一段时间内是难以用其他材料替代的基础经济建设材料，对整个人类文明的延存和发展都有极其重要的作用。
在其生产过程中，生料的预热起着相当重要的作用，而对生料预热的设备就是悬浮预热器。
悬浮预热器主要有旋风预热器及立筒预热器两种。
现在立筒预热器已趋于淘汰。
预分解窑采用旋风预热器作为预热单元装备构成旋风预热器的热交换单元设备主要是旋风筒及各级旋风筒之间的连接管道（亦称换热管道）。
悬浮预热器的主要功能在于充分利用回转窑及分解炉内排出的炽热气流中所具有的热焓（或热）加热生料，使之进行预热及部分碳酸盐分解，然后进入分解炉或回转窑内继续加热分解，完成熟料烧成任务。
因此它必须具备使气、固两相能充分分散均布、迅速换热、高效分离等三个功能。
只有兼备这三个功能，并且尽力使之高效化，方可最大限度地提高换热效率（或效率），为全窑系统优质、高效、低耗和稳定生产创造条件。
关键词：3200吨熟料干法生产线；预热器；回转窑设计任务书一、设计题目日产3200吨熟料现代化干法生产水泥厂初步设计。
（重点车间：预热器部分）二、设计目的此次课程设计是进入大学以来的第一次设计课程，也是在参加了生产实习后的一次总结。
基于在学校学习的专业知识，并结合本专业的发展特色而开设的一项重要的实践学习环节。
其目的在于通过课程设计的锻炼，树立正确的设计思想，培养我们认真的科学态度和严谨求实的工作作风。
在设计过程中培养我们学生掌握绘图、计算、研究等科学设计方法，提高工程设计计算，锻炼我们分析解决实际问题的能力。
三、本设计的设计任务1.建设项目：日产3200吨水泥熟料生产线（重点：预热器部分）2.建厂规模：日产水泥熟料3200吨3.产品品种：普通硅酸盐水泥4.生产方法：新型干法回转窑5.三废处理要求：符合《水泥工业污染物排放标准》（GB4915—2004）和《工业企业设计卫生标准》（TJ36—79）的规定四、原料的原始资料(%)表1.1 原料与煤灰的化学成分(%)石灰石41.55 2.29 1.86 0.84 50.65 0.76 98.63砂页岩 2.29 89.03 2.38 2.55 2.18 0.65 99.08粉煤灰 2.49 52.98 30.29 5.42 4.6 0.51 96.29铁矿石 2.79 51.39 6.17 30.19 1.86 1.88 94.28烟煤煤灰0 49 34.09 7.68 2.39 1.6 94.76设定比例为：石灰石 ----0.844砂页岩 ----0.090粉煤灰 ----0.032铁矿石 ----0.035山西阳泉无烟煤，收到基元素分析的成分为Mar=8.0%，Aar=19.02%，Car=65.65%，Har=2.64%，Oar=3.19%，Nar=0.99%，Sar=0.51%五、设计原理和设计内容（1）设计原理根据《材料工厂设计概论》和《水泥生产工艺及设备》上的原理对日产3200吨熟料现代化干法生产水泥厂的预热器部分进行初步设计。
材料工艺设计概论课程设计 (c1级预热器)
课程设计说明书日产2500吨熟料预分解窑生产线C1级预热器设计学院：材料与化学工程学院课程名称：材料工艺设计课程设计学生姓名：***专业：无机非金属材料工程班级：材料1301班学号： **********指导教师：***完成时间： 2016年12月材料工艺设计概论课程设计任务书一设计题目日产2500吨水泥熟料预分解窑生产线C1预热器设计二原始资料1.原材料化学成分（1）石灰石、粘土质、铁质原料（%)表1原材料化学成分（%）名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO 总和石灰石39.58 3.33 1.43 0.69 51.30 1.21 97.54 粘土 5.43 66.36 15.41 7.11 2.34 2.72 99.37 烟煤煤灰 2.45 36.12 2.72 54.03 0.72 96.04(2)煤的工业分析成分（%）表2煤的工业成分分析(%)Mt Mad Aad Vad Fcad Qnetad Qnetar7.0 1.0827.9413.3257.6655995232（3）煤灰的化学成份（%）表3煤灰的化学成分(%)SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO SO3其它Σ43.42 28.99 8.35 6.12 1.06 7.10 4.96 100（4）原、燃料水份（%）表4原、燃料水分(%)煤石灰石粘土铁粉8.5 2 11 122.料耗及热耗实际料耗：生产损失为2-6%（本设计选定2%）烧成热耗：3130-3230KJ/kg熟料（本次选定3150KJ/kg熟料）3.当地自然条件历年平均气温：18.5℃；相对湿度：73%；绝对最高气温：40.3℃；平均湿度：79%；绝对最低气温：-8℃；常年主导风向：东南风；平均气压：99660Pa。
三设计内容及设计原则1、设计内容日产2500吨水泥熟料预分解窑生产线C1级预热器设计。
2、设计基本原则（1）在满足工艺要求，确保工艺畅通；（2）充分考虑安全因素，确保安全生产。
预热器
8、各节点的物料量
综合上面的工艺物料衡算结果,给出物料流程图及各节点的物料量,见图1一2.
3.3 热量衡算
1、汽化塔顶温确定
在已知汽相组成和总压的条件下，可以根据汽液平衡关系确定汽化塔的操作温度·甲醇
和水的蒸气压数据可以从一些化工基础数据手册中得到：表1-3列出了甲醇的蒸气压数据·
水的物性数据在很多手册中都可以得到，这里从略。
在本工艺过程中,要使甲醇水完全汽化,则其汽相分率必然是甲醇40%,水60%(mol)且已知操作压力为1.5MPa,设温度为T,根据汽液平衡关系有
0.4p +0.6p =1.5MPa
初设 T=170℃p =2.19MPa; p =0.824 MPa
p =1.3704<1.5 MPa
再设 T=175℃p =2.4MPa; p =0.93 MPa
气体升温所需热量为:
Q= c m t=(1.90 675.653+4.82 570.082) (280-175)=4.23 10 kJ/h
导热油c =2.826 kJ/(kg·K),于是其温降为:
t=Q/(c m)=4.23 10 /(2.826 73356.89)=2.04℃
导热油出口温度为: 315-2.04=312.96℃
4.1换热器段工艺计算
4.2外壳结构设计计算
5.机器选型及管道设计•••••••••••••••15
5.1泵的选型
5.2管子选型
5.3阀门选型
5.4管道法兰选型
6.预热器控制方案设计•••••••••••••••23
7.技术经济评价、环境评价•••••••••••••25
8.参考文献•••••••••••••••••••••••30
材料工艺性能课程设计
材料工艺性能课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解材料工艺性能的基本概念，掌握影响材料性能的主要因素；2. 学生能够掌握不同材料工艺的特点及其在实际应用中的优缺点；3. 学生能够了解我国在材料工艺领域的发展现状及趋势。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析、解决实际工程中与材料工艺性能相关的问题；2. 学生能够设计简单的材料工艺实验方案，进行实验操作，并对实验结果进行分析；3. 学生能够通过查阅资料、课堂讨论等方式，提升信息获取和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对材料工艺性能产生兴趣，养成积极探索、主动学习的习惯；2. 学生能够认识到材料工艺在科技发展和国民经济建设中的重要性，增强社会责任感和使命感；3. 学生在实际操作中，培养严谨、求实的科学态度，形成良好的实验素养。
课程性质：本课程为高二年级物理选修课程，结合学生已有知识水平和兴趣，旨在提高学生在材料科学领域的认知和实际操作能力。
学生特点：学生对新鲜事物充满好奇心，具备一定的物理知识基础，但缺乏实际操作经验。
教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的动手能力和问题解决能力。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活和工作中。
二、教学内容1. 引言：介绍材料工艺性能的定义，以及在生活和工业中的应用。
2. 理论知识：- 材料的力学性能：强度、塑性、硬度等；- 材料的物理性能：导电性、导热性、磁性等；- 材料的化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性等；- 材料工艺的影响因素：温度、压力、时间等。
3. 实践操作：- 金属材料的加工工艺：铸造、锻造、焊接等；- 塑料、陶瓷等非金属材料的成型工艺；- 新材料工艺发展趋势：纳米材料、复合材料等。
4. 教学案例：- 分析生活中常见的材料工艺性能实例，如手机壳、汽车零件等；- 探讨我国在材料工艺领域的突破和发展，如航天、高铁等。
5. 教学进度安排：- 理论知识部分：4课时；- 实践操作部分：4课时；- 教学案例分析：2课时。
预热器课程设计 2
精馏塔进料预热器的设计说明书姓名：学号：专业班级：高分子材料与工程09-3指导老师：日期：2012年6月29日目录一、前言 (3)二、正文 (11)2.1 确定方案 (11)2.2设计计算 (11)2.2.1 初选型号 (11)2.2.2 结构设计 (14)2.2.3 校核 (16)2.2.4 强度设计 (18)三、设计结果一览表 (24)四、主要符号说明 (25)五、小结 (25)六、参考文献 (26)摘要随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。
在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算换热所需传热面积，并确定换热器的结构尺寸。
本课程设计以0.6MPa的饱和水蒸气加热初始温度为20摄氏度40%的乙醇水溶液，首先根据进料热状况参数计算出进料温度，即冷流体出口温度，然后按照所规定的工艺条件，通过研究传热机理，计算传热面积，校核传热系数，从而探寻所需的换热器类型和结构，主要根据已选定的换热器类型进行设备内部零件（如接管、折流板、定距管、管箱等）的设计，包括材料的选择、具体尺寸的确定，具体位置的安装、管板厚度的计算、法兰的选择、开孔补强计算等。
通过以上计算，绘制精馏塔进料预热器的工艺流程图和结构图，设计出能满足要求处理量及处理特定物料的换热器。
AbstractWith the status and role of heat exchangers in industrial production, the type of heat exchanger is also a variety of different types of heat exchangers have advantages and disadvantages, and different performance. In heat exchanger design, we should first select the applicable type, and then calculate the heat exchanger heat transfer area required, and determine the size of the structure of the heat exchanger according to process requirements.This course is designed to 0.6MPa of saturated steam heating the initial temperature of 20 degrees Celsius and 40% aqueous ethanol solution, first of all according to the parameters of the feed thermal conditions of feed temperature, the cold fluid outlet temperature, and then follow the required process conditions. by studying the mechanism of heat transfer to calculate the heat transfer area, checking the heat transfer coefficient and thus to explore the type and structure of the heat exchanger, the main heat exchanger type has been selected, the device internal parts (such as take over the baffle from the pipe, pipe boxes, etc.) design, including choice of materials, specifically to determine the size, the specific location of the installation, the calculation of the thickness of the tube plate, flange options, opening reinforcement calculation.Through the above calculation, draw a process flow chart and block diagram of the distillation column feed preheaters, and designed to meet the requirements of processing capacity and processing of specific materials heat exchanger.一、前言换热器（英语翻译：heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
材料工艺课程设计课件
材料工艺课程设计 课件一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握材料工艺的基本概念，包括不同材料的性质、特点及应用场景。
2. 学生能够描述并分析至少三种常见的材料工艺，如铸造、焊接和塑料成型。
3. 学生能够了解材料工艺在生活和工业中的应用，并能够举例说明。
技能目标：1. 学生能够运用观察、实验等方法，对给定材料进行工艺分析和评价。
2. 学生能够运用所学的材料工艺知识，设计并制作简单的产品原型。
3. 学生通过小组合作，提高沟通与协作能力，共同完成工艺项目的实践操作。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对材料工艺的兴趣和好奇心，激发创新意识和探索精神。
2. 学生认识到材料工艺在保护环境、节约资源方面的重要性，树立绿色环保意识。
3. 学生通过学习材料工艺，了解我国在此领域的传统技艺和现代发展，增强民族自豪感。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，旨在让学生通过理论学习和动手实践，掌握材料工艺的基本知识和技能。
学生特点：六年级学生对新鲜事物充满好奇心，具备一定的观察能力和动手能力，喜欢通过实践探索知识。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高学生的创新能力和实践操作能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，培养学生的综合素养。
二、教学内容1. 引言：介绍材料工艺的概念、分类及应用，激发学生学习兴趣。
- 教材章节：第一章，第一节2. 常见材料性质及工艺：- 金属材料的性质、分类及铸造、焊接工艺。
- 教材章节：第一章，第二节- 塑料材料的性质、分类及塑料成型工艺。
- 教材章节：第一章，第三节- 陶瓷、玻璃材料的性质、分类及应用。
- 教材章节：第一章，第四节3. 材料工艺实践操作：- 设计并制作一个简单的金属制品，如钥匙扣、小雕塑等。
- 教材章节：第二章，第一节- 设计并制作一个塑料制作品，如笔筒、手机壳等。
- 教材章节：第二章，第二节4. 绿色环保意识培养：- 讨论材料工艺在环保方面的作用，提高学生的环保意识。
材料工艺学课程设计
材料工艺学课程设计(论文)题目：Cr12MoV钢电动机硅钢片冲裁模球化退火-淬火-回火工艺设计院（系）：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：教师职称：起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：材料科学与工程学院教研室：材料科学与工程学号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目Cr12MoV钢电动机硅钢片冲裁模球化退火-淬火-回火热处理工艺设计课程设计（论文）要求与任务一、课设要求熟悉设计题目，查阅相关文献资料，概述相关工件的热处理工艺，进行工件的服役条件与失效形式分析，提出硬度、耐磨性、强度等要求，完成工艺设计。
阐述Cr12MoV电动机硅钢片冲裁模球化退火-淬火-回火热处理工艺理论基础，选择设备、仪表和工夹具，阐述电动机硅钢片冲裁模热处理质量检验项目、内容及要求；阐明电动机硅钢片冲裁模热处理常见缺陷的预防及补救方法；给出所用参考文献。
二、课设任务1.电动机硅钢片冲裁模材料的选择（要求在满足工件使用性能的前提下，兼顾经济性和工艺性，合理选择材料）；2.给出Cr12MoV的C曲线；3.给出Cr12MoV电动机硅钢片冲裁模冷热加工工艺流程图；4.制定Cr12MoV电动机硅钢片冲裁模球化退火-淬火-回火热处理工艺三、设计说明书要求设计说明书包括三部分：1）概述；2）工艺设计；3）热处理工艺卡；4）参考文献。
设计说明书结构见《工艺设计模板》。
工作计划集中学习0.5天，资料查阅与学习，讨论1.5天，设计7天：1）概述0.5天，2）服役条件与性能要求0.5天，3）失效形式、材料的选择0.5天，4）结构形状与热处理工艺性0.5天，5）冷热加工工序安排0.5天，6）工艺流程图0.5天，7）热处理工艺设计2天，8）工艺的理论基础、原则0.5天，9）设计工夹具0.5天，10）可能出现的问题分析及防止措施0.5天，11）热处理质量分析0.5天，设计验收1天。
指导教师评语及成绩成绩：指导教师签字：年月日目录1 Cr12MoV钢电动机硅钢片冲裁模工件热处理工艺概述 (2)2 Cr12MoV钢电动机硅钢片冲裁模工件的热处理工艺设计 (3)2.1 Cr12MoV钢电动机硅钢片冲裁模工件的服役条件、失效形式 (3)2.2 Cr12MoV钢电动机硅钢片冲裁模工件技术要求及工件示意图 (3)2.3 电动机硅钢片冲裁模工件的材料选择 (4)2.4 电动机硅钢片冲裁模工件Cr12MoV钢的C曲线 (5)2.5 电动机硅钢片冲裁模工件的加工工艺流程图 (6)2.6 Cr12MoV钢电动机硅钢片冲裁模工件的退火-淬火-回火热处理工艺 (6)2.7Cr12MoV钢电动机硅钢片冲裁模工件的退火、淬火、回火热处理工艺理论 (9)2.8 Cr12MoV钢电动机硅钢片冲裁模工件热处理的设备、仪表和工夹具选择 (10)2.9 电动机硅钢片冲裁模工件的热处理质量检验项目、内容及要求 (11)2.10 电动机硅钢片冲裁模工件的热处理常见缺陷的预防及补救方法 (12)3 热处理工艺卡 (13)3.1Cr12MoV钢球化退火工艺卡 (13)3.2 Cr12MoV钢淬火工艺卡 (14)3.1 Cr12MoV钢回火工艺卡 (15)4 参考文献 (16)1 Cr12MoV钢电动机硅钢片冲裁模工件热处理工艺概述冷冲模具，多为安装在压力机上的，对放置在内的板料在室温下施加变形力，使其产生变形，从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的特殊专用工具。
无机非金属材料工艺设计030302
旋风筒的结构设计：圆锥体及圆柱体的设计最 重要，在各部分尺寸的设计中，大多以圆锥体 部分的直径D为基础。因此首先要确定D的尺寸。
在水泥工业中，将旋风筒作为悬浮预热器的组 合单元来考虑，一般可按下式计算：
Q — 通过旋风筒的气体流量m3／s va—假想截面风速，即假定气流沿旋风筒全截
面通过时的平均流速，过去一般为3～4.5m/s， 新型旋风筒一般为5～6m/s，TJ为 3.5～5.5m/s 。
2）降低旋风筒压损的对策： a 降低旋风筒内气流旋转速度； b 缩短气流在旋风筒内的无效行程； c 减少进口气流与回流冲撞； d 减少气流不必要的搅动。
3）采取的措施
—加阻流型导流板； —设置偏心内筒( 扁圆内筒)或靴形内筒； —采用大蜗壳内螺旋入口结构； —适当降低气流入口速度； —蜗壳底面做成斜面； —旋风筒采用倾斜入口及顶盖结构； —加大内筒面积； —缩短内筒插入深度； —适当加大旋风筒高径比； —旋风筒下部设置膨胀仓。
如果原料或燃料中碱、氯、硫超 过一定限度后，可采用一级或二 级预热器，或者增设旁路系统， 使部分窑尾废气不经旋风预熟器 而排出(经冷却和净化后排入大 气)，以减轻碱、氯、硫的危害。
旋风筒换热单元功能结构示意图
5.2 旋风筒的改进
1）老式旋风筒阻力较大的主要原因： A 旋风筒进口切向气流与筒内旋转气流的碰撞干扰； B 筒内自由旋转流与强制旋转流使气固两相流的流场 不断变化； C 气流在旋风筒锥体部位转向上升； D 旋风筒内壁与两相流的摩擦损失等。
Q = 1/4πD2 va
D2 Q
va
(m)
5.3.2 进风口尺寸、型式
进风管的型式：一般为矩形 b/a = 2± ab = 0.2 D2±
3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021
- 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)。
课程设计说明书日产2500吨熟料预分解窑生产线C1级预热器设计学院：材料与化学工程学院课程名称：材料工艺设计课程设计学生姓名：刘帅聪专业：无机非金属材料工程班级：材料1301班学号： 1360140113指导教师：袁龙华完成时间： 2016年12月材料工艺设计概论课程设计任务书一设计题目日产2500吨水泥熟料预分解窑生产线C1预热器设计二原始资料1.原材料化学成分（1）石灰石、粘土质、铁质原料（%)表1原材料化学成分（%）名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO 总和石灰石39.58 3.33 1.43 0.69 51.30 1.21 97.54 粘土 5.43 66.36 15.41 7.11 2.34 2.72 99.37 烟煤煤灰 2.45 36.12 2.72 54.03 0.72 96.04(2)煤的工业分析成分（%）表2煤的工业成分分析(%)Mt Mad Aad Vad Fcad Qnetad Qnetar7.0 1.0827.9413.3257.6655995232（3）煤灰的化学成份（%）表3煤灰的化学成分(%)SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO SO3其它Σ43.42 28.99 8.35 6.12 1.06 7.10 4.96 100（4）原、燃料水份（%）表4原、燃料水分(%)煤石灰石粘土铁粉8.5 2 11 122.料耗及热耗实际料耗：生产损失为2-6%（本设计选定2%）烧成热耗：3130-3230KJ/kg熟料（本次选定3150KJ/kg熟料）3.当地自然条件历年平均气温：18.5℃；相对湿度：73%；绝对最高气温：40.3℃；平均湿度：79%；绝对最低气温：-8℃；常年主导风向：东南风；平均气压：99660Pa。
三设计内容及设计原则1、设计内容日产2500吨水泥熟料预分解窑生产线C1级预热器设计。
2、设计基本原则（1）在满足工艺要求，确保工艺畅通；（2）充分考虑安全因素，确保安全生产。
四设计成果1、完成设计说明书一份（1）设计方案与设计指导思想（2）设计计算部分1）配料计算（率值自行拟定）；2）生料消耗定额（理论料耗与实际料耗）计算；3）年产熟料计算（窑年运转率自行拟定）85%；4）要求窑尾预热器系统废气量计算依据窑年产量、燃煤等计算系统及各级预热器需处理气体量。
5）各级预热器主要结构参数计算依据要求各级预热器要求处理废气量及相关参数，计算各级预热器直径、排气管直径等主要结构参数。
6）计算本组设计预热器级数的其他参数：如预热器直筒高度、锥体结构参数、进口型式与高宽参数、内筒深度等。
2、绘制图纸（1）C1级旋风预热器结构图，烧成车间平面布置图；（2）要求：以全面、准确反映自己所设计部分的内容为准。
摘要预分解窑是新型干法水泥生产线的而一个重要标志，是当代高新技术在水泥工业的集成。
设计的目的之一，就是在保证水泥产量和质量的前提下，提高物料的分解率，缩短物料的分解时间，降低熟料单位热耗等。
本次设计的内容是日产2500吨水泥熟料预分解窑生产线C1级预热器设计。
在设备选用上，尽量选用国内设备以便维修保养方便。
设计的内容具体为：1.配料计算2.物料平衡3.预热器的参数4.旋风筒的类型预分解窑系统具有高效率、低能耗、自动化等优点，它是在悬浮预热器和回转窑之间，增设一个分解炉或利用窑尾烟室管道，使燃料的燃烧放热过程与生料的吸热分解过程同时在悬浮态或流化态下极其迅速地进行，因而窑系统的煅烧效率大幅度提高。
该系统目前运用技术已日趋成熟，为大多数大型水泥厂家所接受。
关键词：配料；平衡；分解；设计；预热器目录1 设计方案与设计指导思想 (6)1.1设计指导思想 (6)2 设计原始资料 (6)3 设计计算 (6)3.1配料计算 (7)3.1.1单位熟料的热耗 (7)3.1.2确定率值 (7)3.1.3计算生料配合比 (8)3.1.4计算湿原料的配合比 (10)3.2原燃料消耗定额计算 (11)3.2.1生料消耗定额计算 (11)3.2.2消耗用煤定额计算 (12)3.2.3 水泥熟料物料平衡表 (12)3.3年产熟料量计算 (13)3.3.1窑型和规格的选取 (13)3.3.2年利用率的确定 (13)3.3.3年产熟料量的计算 (13)3.4 C1预热器废气量计算 (14)3.5预热器参数 (17)3.5.1旋风筒直径及高度 (17)3.5.2旋风筒进风口的形式和尺寸 (18)3.5.3排气管尺寸及插入深度 (19)3.5.4锥体参数 (20)总结 (21)参考文献 (22)1 设计方案与设计指导思想1.1设计指导思想①水泥厂需要用大量的矿物原料如石灰石等，因此水泥厂大都自行开采矿山，并靠近矿源建厂。
②水泥工业能耗和电耗较大，因此在水泥厂设计中要注意确保能源供应，并充分重视节约能源的问题。
③水泥厂存在粉尘和噪声两大污染。
因此，设计时必须加强收尘措施，尽量搞好厂区绿化。
④从发展来看，水泥工业的发展逐渐趋向大型化和自动化。
因此在设计时，应尽量采用新技术、新方案并重点考虑节约能源。
从水泥厂的整体设计来说，工艺设计是主体，它的主要任务是确定工艺流程，进行工艺设计的选型和布置。
但工厂设计是各专业共同完成的一个整体。
因此，工业设计与其他专业的设计有着密切的联系，特别是工艺布置和土建的关系更为密切，生产设备的布置直接影响到建筑物的结构形式和尺寸。
因此，工艺人员只有与其他人员相互配合，共同研究，才能产生较好的方案。
2 设计原始资料（1）石灰石、粘土质、铁质原料（%)表5原材料化学成分（%）名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO 总和石灰石39.58 3.33 1.43 0.69 51.30 1.21 97.54 粘土 5.43 66.36 15.41 7.11 2.34 2.72 99.37 铁粉 2.45 36.12 2.72 54.03 0.72 96.04（2）煤的工业分析成分（%）表6煤的工业成分分析(%)Mt Mad Aad Vad Fcad Qnetad Qnetar7.0 1.0827.9413.3257.6655995232（3）煤灰的化学成份（%）表7煤灰的化学成分(%)SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO SO3其它Σ43.42 28.99 8.35 6.12 1.06 7.10 4.96 100（4）原、燃料水份（%）表8原、燃料水分(%)煤石灰石粘土铁粉8.5 2 11 123 设计计算3.1配料计算3.1.1单位熟料的热耗由任务书里可知烧成热耗：3130－3230KJ/kg熟料，根据本设计的具体内容，选定单位熟料的热耗为3150KJ。
3.1.2确定率值对与分解窑熟料率值选取可参考表9表9 硅酸盐水泥熟料配料率值和矿物组成建议范围参照表格确定三个率值分别为KH=0.90，SM=2.50，IM=1.60。
3.1.3计算生料配合比1.煤灰掺入量的计算: G A=netadd 100Q SqA a式中：q-单位熟料热耗，KJ/kg 熟料（本次取3150KJ/kg 熟料）-煤收到基灰分含量，% Q arnet .-煤收到基低热值，KJ/kg 煤S-煤灰沉落率（有收尘设备时取100），% 2.率值由上述定为KH=0.90，SM=2.50，IM=1.60。
熟料设计过程中32O Al 、32O Fe 、CaO 、2SiO 四种氧化物含量的总和，一般为97.5%。
所以设∑=97.5%。
则ar A=3.40%32O Al =32O Fe IM ⨯=%4.36.1⨯=5.44%2SiO =)e (3232O F O Al SM +=%)44.5%4.3(50.2+⨯=22.10% CaO =)l (23232SiO O A O Fe ++-∑ =97.5%-(3.4%+5.44%+22.10%) =66.56% 1.煤灰掺入量A G =3.43% 2.原材料化学组成如下表所示:表10原材料化学成分（%）3.设定干燥原料配合比为：石灰石83.6%,粘土10%,铁粉3%以此计算生料的化学成分，见表11名称 烧失量 SiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 CaO MgO 总和 石灰石 39.58 3.33 1.43 0.69 51.30 1.21 97.54 粘土 5.43 66.36 15.41 7.11 2.34 2.72 99.37 铁粉2.4536.122.7254.030.7296.04表11生料生料化学成分(%)物料配比烧失量SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 石灰石83.6 33.37 2.80 1.205 0.458 43.25 1.02 粘土10 0.570 6.968 1.618 0.721 0.246 0.086 铁粉 3 0.044 0.650 0.163 0.973 0.013 0 总计96.6 33.945 10.418 3.086 2.370 43.481 1.088 灼烧生料/ 21.04 4.46 3.25 65.04 1.18 煤灰 3.4 0 1.476 0.986 0.284 0.036 0.241 熟料100 / 22.36 5.38 3.46 65.10 1.22 根据上表数据可以算的率值在预分解窰的率值范围内，所以干燥原料配合比：石灰石83.6% ,粘土10%，煤灰3.4%，铁粉3%可使用。
3.1.4计算湿原料的配合比表12原、燃料水分(%)煤石灰石粘土铁粉8.5 2 11 12湿石灰石=83.6%/（100%-2%）=85.31%粘土=10%/（100%-11%）=11.23%湿煤灰=3.4%/（100%-8.5%）=3.72%湿铁粉=3%/（100%-12%）=3.4%将上述质量比换算为百分比湿石灰石=85.31/（85.31+11.23+3.72+3.4）= 82.30%湿砂岩=11.23/（85.31+11.23+3.72+3.4）=10.83%湿粉煤灰=3.72/（85.31+11.23+3.72+3.4）=3.59% 湿铁矿石=3.4/（85.31+11.23+3.72+3.4）=3.28%3.2原燃料消耗定额计算3.2.1生料消耗定额计算 由表5可知：干生料的烧矢量：33.945% 煤灰的掺入量：3.34%则：t K =)100100(100-100P I S -⨯-）（ =)2100100(945.3310034.3-100-⨯-）（=1.43t/t 熟料式中：t K -干生料消耗定额，t/t 熟料 S-煤灰掺入量，% I-干生料的烧矢量，%P-生料损失，一般取2-6%，在这里取2%。
所以，干生料消耗定额为：石灰石消耗定额：1K =1X K t ⨯=1.43×83.6%=1.195t/t 熟料 铁粉消耗定额：2K =2X K t ⨯=1.43×3%=0.043 t/t 熟料 粘土消耗定额：3K =3X K t ⨯=1.43×10%=0.143 t/t 熟料 湿生料消耗定额为： 湿石灰石消耗定额:'1K =10021001⨯-K =1.22 t/t 熟料湿铁粉消耗定额:'2K =100121002⨯-K =0.049 t/t 熟料湿粘土消耗定额:'3K =100111003⨯-K =0.161 t/t 熟料3.2.2消耗用煤定额计算由公式：f K =)100(q 100P Q -=)2100(252323150100-⨯⨯=0.127 t/t 熟料式中：f K -烘干消耗用煤消耗定额，t/t 熟料q-单位熟料烧成热耗，KJ/Kg 干煤 Q-煤的应用基低位热量，KJ/Kg 干煤 P-煤的生产损失，取2% 3.2.3 水泥熟料物料平衡表表13 物料平衡表物料名称配比/%水分/%消耗定额（㎏/t ）物料平衡（带2%生产损失）/t干基湿基干基湿基hdyhdy石灰石 83.6 2 1195 1220 124.48 2987 1090255 127.08 3050 1113250 铁粉 3 12 43 49 4.48 107.5 39237 5.1 122.5 44712 粘土 10 11 143 161 14.90 357.5 130487 16.77 402.5 146912生料 1381 143.86 3452 1260202 熟料 104.2 2500 912500 烧成用煤8.512412712.9231011315013.27318.5116246备注：烧成热耗=3150KJ/Kg,燃料热值=25232KJ/Kg ，窑运转率为85%。