课程设计-板式塔
课程设计板式塔
kg 液体 / h 或 kmol液体 / h
液沫夹带分率ψ：夹带的液体流量占横过塔板液体流量的分数。
故有：
e
eV
qmL e
qmL qmV
eV
所以
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ev
1
qm L qVLs L qm《V化工原理1》课程设q计VVs v
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ev的计算方法： 方法1：利用Fair关联图求Ψ，进而求出ev。 方法2：用Hunt经验公式计算ev。
③ 溢流堰（出口堰）
作用：维持塔板上一定液层，使液体均匀横向流过。
型式：平直堰、溢流辅堰、三角形齿堰及栅栏堰。
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《化工原理》课程设计
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堰高 hW：直接影响塔板上液层厚度 过小，相际传质面积过小； 过大，塔板阻力大，效率低。 常、加压塔：40 ~ 80 mm ； 减压塔：25 mm 左右。 堰长 lW ：影响液层高度。
6.10 板 式 塔 6.10.1 板式塔结构及性能
（1） 板式塔结构
塔顶气相
进料
回流液
塔底液相
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《化工原理》课程设计
1
塔板结构 ① 气体通道
形式很多，如筛板、浮阀、泡罩等，对塔板性能影响很大。
② 降液管（液体通道） 液体流通通道，多为弓形。
③ 受液盘 塔板上接受液体的部分。
④ 溢流堰 使塔板上维持一定高度的液层，保证两相充分接触。
bs
r
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lW
双流型弓形降液管塔板：
bd
Aa 2(x
r2
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课程设计(板式塔)
《化工设备设计基础》课程设计计算说明书学生姓名：学号：所在学院：专业：设计题目：指导教师：2013年月日目录一.设计任务书 (2)二.设计参数与结构简图 (4)三.设备的总体设计及结构设计 (5)四.强度计算 (7)五.设计小结 (13)六.参考文献 (14)一、设计任务书1、设计题目根据《化工原理》课程设计工艺计算内容进行填料塔（或板式塔）设计。
设计题目：各个同学按照自己的工艺参数确定自己的设计题目：填料塔（板式塔）DNXXX设计。
例：精馏塔（DN1800）设计2、设计任务书2.1设备的总体设计与结构设计（1）根据《化工原理》课程设计，确定塔设备的型式(填料塔、板式塔)；（2）根据化工工艺计算，确定塔板数目(或填料高度)；（3）根据介质的不同，拟定管口方位；（4）结构设计，确定材料。
2.2设备的机械强度设计计算（1）确定塔体、封头的强度计算；（2）各种开孔接管结构的设计，开孔补强的验算；（3）设备法兰的型式及尺寸选用；管法兰的选型；（4）裙式支座的设计验算；（5）水压试验应力校核。
2.3 塔设备结构草图（A3坐标纸）2.4完成塔设备装配图（1）完成塔设备的装配图设计，包括主视图、局部放大图、焊缝节点图、管口方位图等；（2）编写技术要求、技术特性表、管口表、明细表和标题栏。
3、原始资料3.1《化工原理》课程设计塔工艺计算数据。
3.2参考资料：[1] 董大勤.化工设备机械基础[M].北京：化学工业出版社，2011.[2] 全国化工设备技术中心站.《化工设备图样技术要求》2000版[S]．[3] GB150.1~4-2011.压力容器[S]．[4] 郑晓梅.化工工程制图化工制图[M]．北京：化学工业出版社，2002.[5] JB/T4710-2005.钢制塔式容器[S]．4、文献查阅要求设计说明书中公式、内容等应明确文献出处;装配图上应写明引用标准号。
5、设计成果1、提交设计说明书一份。
2、提交塔设备(填料塔、板式塔)装配图一张(A1)。
化工机械设备课程设计(板式塔)---副本
第1章绪论............................................. .错误!未指定书签1.1 课程设计的目的................................... 错误！未指定书签1.2 课程设计的要求................................... 错误！未指定书签1.3 课程设计的内容................................... 错误！未指定书签1.4 课程设计的步骤................................... 错误！未指定书签第2章塔体的机械计算................................... 错误!未指定书签2.1 按计算压力计算塔体和封头厚度.................... 错误！未指定书签2.1.1 塔体厚度的计算 .............................. 错误！未指定书签2.1.2 封头厚度计算 ................................ 错误！未指定书签2.2 塔设备质量载荷计算.............................. 错误！未指定书签2.2.1 筒体圆筒、封头、裙座质量 .................... 错误！未指定书签2.2.2 塔内构件质量 ................................ 错误！未指定书签2.2.3 保温层质量 .................................. 错误！未指定书签2.2.5 操作时物料质量 ............................... 错误！未指定书签2.2.6 附件质量 ..................................... 错误！未指定书签2.2.7 充水质量 .................................... 错误！未指定书签2.2.8 各种载荷质量汇总 ............................. 错误！未指定书签2.3 风载荷与风弯矩的计算............................. 错误！未指定书签2.3.1 风载荷计算 .................................. 错误！未指定书签2.3.2 风弯矩的计算 ................................. 错误！未指定书签2.4 地震弯矩计算..................................... 错误！未指定书签2.5 偏心弯矩的计算................................... 错误！未指定书签2.6 各种载荷引起的轴向应力.......................... 错误！未指定书签2.6.1 计算压力引起的轴向应力 ...................... 错误！未指定书签2.6.2 操作质量引起的轴向压应力 ..................... 错误！未指定书签2.6.3 最大弯矩引起的轴向应力 ...................... 错误！未指定书签2.7 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核............... 错误！未指定书签2.7.1 截面的最大组合轴向拉应力校核 ................ 错误！未指定书签2.7.2 塔体与裙座的稳定性校核 ....................... 错误！未指定书签2.8 塔体水压试验和吊装时代应力校核.................. 错误！未指定书签2.8.1 水压试验时各种载荷引起的应力....... 错误！未指定书签2.8.2 水压试验时应力校核................. 错误！未指定书签2.9 根底环设计............................. 错误！未指定书签2.9.1 根底环尺寸.................................. 错误！未指定书签2.9.2 根底环的应力校核................... 错误！未指定书签2.9.3 根底环的厚度................................ 错误！未指定书签2.10 地脚螺栓计算.......................... 错误！未指定书签2.10.1 地脚螺栓承受的最大拉应力 .......... 错误！未指定书签2.10.2 地脚螺栓的螺纹小径......................... 错误！未指定书签第3章塔结构设计............................. 错误！未指定书签3.1 塔盘结构............................... 错误！未指定书签3.2 塔盘的支承............................. 错误！未指定书签参考文献 .................................. 错误！未指定书签自我总结..................................... 自误！未指定书签1.1 课程设计的目的(1)把化工工艺与化工机械设计结合起来, 稳固和强化有关机械课程的根本理论和知识根本知识.(2)培养对化工工程设计上根本技能以及独立分析问题、解决问题的水平.(3)培养识图、制图、运算、编写设计说明书的水平.1.2 课程设计的要求(1)树立正确的设计思想.(2)具有积极主动的学习态度和进取精神.(3)学会正确使用标准和标准,使设计有法可依、有章可循.(4)学会正确的设计方法,统筹兼顾,抓主要矛盾.(5)在设计中处理好尺寸的圆整.(6)在设计中处理好计算与结构设计的关系.1.3 课程设计的内容塔设备的机械设计.2200 1.91.4 课程设计的步骤(1)全面考虑按压力大小、温度上下、腐蚀性大小等因素来选材.(2)选用零部件.(3)计算外载荷,包括内压、外压、设备自重,零部件的偏载、风载、地震载荷等.(4)强度、刚度、稳定性设计和校核计算(5)传动设备的选型、计算.(6)绘制设备总装配图.第2章塔体的机械计算2.1 按计算压力计算塔体和封头厚度2.1.1 塔体厚度的计算考虑厚度附加量 C = 2 ,经圆整,取6n =222.1.2 封头厚度计算米用标准椭圆封头:1.9 22002 170 0.85 -0.5 1.9考虑厚度附加量C =2,经圆整,取6n =222.2 塔设备质量载荷计算2.2.1 筒体圆筒、封头、裙座质量 m 01圆筒质量： m 1 =1205 36.79 -44331.95封头质量： m 2 =2 ：V =2 ：S 、n= 2 7800 5.5229 22 = 1895.46裙座质量：m 3 =1205 3.06 =3687.3m 0 = m 1m 2 m 3 = 44331.95 1895.46 3687.3 = 49914.71说明：1塔体圆筒总高度为 H O= 36.79 m ；2 查得2200 mm,厚度22 mm 的圆筒质量为1205 kg;23查得 2200封头,内外表积为5.229 m 3裙座高度3060 mm 〔厚度按22计〕.P c D i2[二]t - P c1.9 2200 2 170 0.85 -1.9=14.56mmP c D i2[-]t-0.5p c=14.51mm2.2.2塔内构件质量m022 _ __ _____ __ _ _ 2 _ ___ _______ ___m02 = —D j 75 70 =0.785 2.2 75 70 =19946.854浮阀塔盘质量为75 kg22.2.3 保温层质量m03 、2 、2-・・m03 = —[(D j 2『2、)2 -(D i 2、n)2]H0：2 2：2V03 = 4= 0.785[(2.2 2 0.022 2 0.1)2 -(2.2 2 0.022)2] 36.79 3002 (1.99 -1.55) 300= 8387.412.2.4 平台与扶梯质量m04m04 =][(Di 2、n 2 2B)2 - (Di 2、n 2 )2] (nq p q F H F_ _ _ _ _ __ _____ __ ___2 _ ________________ __2_ _ _ _ _= 0.785[(2.2 2 0.022 2 0.1 2 0.9) -(2.2 2 0.022 2 0.1) ] 0.5 8 150 40 39 =7230.09说明：平台质量p1502;笼式扶梯质量q p40;笼式扶梯高度F39m,平台数82.2.5 操作时物料质量m05m05 = 一Di2h w N：1 — Di2h°N：1 V f " 4 4= 0.785 2.220.1 70 800 0.785 2.22 1.8 800 1.55 800二27987.76说明：物料密度a=800kg/m3,封头容积V f =1.55m3.塔釜圆筒局部深度h0=1.8,塔板层数70,塔板上7层高度h w=0.1m按经验取附件质量m a = O.25m0i = 12241.752.2.7 充水质量m w：■- 2 2 _________________ _ ____ _________ ___ m w = —Di 2H o： w 2V f ：w =0.785 2.22 36.79 1000 2 1.55 1000 = 142879.93kg 4其中二w = 1000kg/m32.2.8 各种载荷质量汇总表2-1质量汇总塔段0〜1 1〜2 2〜3 3〜4 4〜5 5〜顶合计塔段长度1000 2000 7000 10000 10000 10000 40000 人孔与平台数0 0 1 3 2 2 8 塔板数0 0 9 22 22 17 70m O1 1205 3358 8435 12050 12050 12817 49915 m：2 一一2565 6269 6269 4844 19947m O3 一132 **** **** 2208 2293 8387 m：4 40 80 988 2526 1818 1778 7230 m：5 一1240 8207 6688 6688 5165 27988 m a 301 840 2109 3013 3013 3204 12479 m w 一1550 26593 37990 37990 38757 142880 m e 一2800 5200 一一一8000 m O 1546 8450 29050 32754 32246 30101 133946 各塔段最小质量1546 5911 18214 22446 20917 21159 90000 全塔操作质量m°= m O1 m02 m°3 m04 m05 m e m a =133946全塔最小质量m min = m01 0.2m02 m03 m04 m a m e =90000水压试验时最大质量m max =m01 m02 m03 m04 - m a m w m e =2488382.3风载荷与风弯矩的计算2.3.1 风载荷计算2—3段计算风载荷旦P 3 =K i K 23q 0 f3%D e3 10 -(N)式中： K i =0.72 q o =400f 3 =1.00 l 3 =7000mm、3 -0.7210 —1.31s= 2.40z3=0.113按下式计算,取a, b 中较大者a De3 =D°i 2、s3 K4 K3b De 3 =Doi 2、s3 K4 do 2、ps取七=400 mm , &=,s =100mm表2-2载荷汇总2.40 0.72 0.111.00= 1.190 ,K 42% A2 1 900 10007000=257 mm计q 0管 liKi V i2iU 平D ei P ik 2i f iH itk 4台K23=1段1 1000 400 0.7 0.72 0.0075 2.80 1.02 0.64 1 0 0 2620 4812 2000 400 0.7 0.72 0.0375 2.80 1.11 0.723 0 0 2620 11673 7000 400 0.7 0.72 0.110 2.80 1.22 1.00 10 1 257 2877 68904 10000 400 0.7 0.79 0.350 2.80 1.62 1.25 20 3 540 3160 179065 10000 400 0.7 0.82 0.665 2.80 2.07 1.42 30 2 360 2980 245856 10000 400 0.7 0.85 1.000 2.80 2.53 1.56 40 2 360 2980 328802.3,2风弯矩的计算截面0—0M,=吟BQ l 另P3(l l l2 I3) .... P6(l l I2 …勺1000 / 2000、/ 7000、=556父 --- +1338 黑(1000 + ------ ) +7699 “1000 + 2000 +----------- )+2 2 210000、19205 父(1000 +2000 +7000 + ------- ) +26162 工(1000 + 2000 + 7000 +210000、/ 10000、10000 + -------- ) +34317 父(1000 +2000 +7000 +10000 +10000 +----------- )2 2=278000 2676000 50043500 288075000 654050000 1202195000= 2.1962 109N mm截面’1 1MT = P2 + P3(l2 +=)+.... +P6(l2 +I3 +...+=)2 2 2/2000、/ 7000、/ 10000、= 1338父(-- )十7699父(2000+----- )+19205父(2000+ 7000+ ------- )2 2 2/ 10000、/+ 26162父(2000 + 7000 + 10000 + --- )+34317M(2000+7000+10000+1000042=2338000 42344500 268870000 627888000 1166778000一一一一9= 2.1072 10 N mm截面2—2M 二二 P 3,... P 6(l 3 l 4...以7000、 / 10000、 / 10000、=7699 父 --- )+19205 父(7000 + --------- ) +26162 乂(7000 +10000 + -------- )2 2 210000、+ 34317 父(7000 +10000 +10000 + ------- )2 = 1.9311 109 N mm2.4 地震弯矩计算1=0.02T 1 = 1.31s1=0.02 (0.05 - 1)/9 =0.02 (0.05 -0.02)/9 =0.023% =0.086 ,H /D i =40000/2200 =18.18 . 15 按以下方法计算地震弯矩 截面0—0. 16 169M E =一 ：1m 0gH = 0.086 133946 9.81 40000 =2.066 109 N mm35 350 _0 0 _0' Q QM E =1.25M E =1.25 2.066 109 = 2.583 109N mm截面’1 1M E 4' = 81m0g (10H 3.5 -14H 2.5h 4h 3.5)175H 2.53.5 2.5 3.5(10 40000-14 40000 1000 4 1000 )__ 9= 1.944 10 N mmME" =1.25M E4 = 1.25 父1.944 M 109 = 2.493 X 109N mm=0.9+ 0.05-1 0.5+5 5= 0.95:八0.05一 10.06 1.7 1 二1 0.05 -0.020.06 1.7 0.02= 1.319 , 等直径等厚度的塔, 8 0.086 133946 9.81 175 400002.58 1m02g(10H 3.5 -14H 2.5h 4h 3.5) 175H 2.5(10 400003.5 -14 400002.5 3000 4 30003.5)9一= 1.849 10 N mm2 2 2 2' 9 9M E =1.25M E =1.25父1.849M10 =2.311父10 N mm .2.5 偏心弯矩的计算偏心弯矩 M e =m e ge =8000 9.81 2000 =1.57 108N mm2.6 各种载荷引起的轴向应力2.6.1 计算压力引起的轴向应力2.6.2 操作质量引起的轴向压应力$2截面0 —0其中、es =22 —2 =20mm 截面1—11 4 m °g = 132400 9.81 A sm 1.435 105其中 m ：‘=133946-1546=132400 , A sm = 1.435 父 105 mm 2 截面2—2截面2—28 0.086 133946 9.81175 400002.5P c D i 4 e1.9 22004 20= 52.25MPa0 .0二 20 -0 m °g 二D 「ei133946 9.813.14 2200 20=9.51MPa= 9.05MPa2 2二产二3二 122404 9.81 =8.69MPa其中 m/ =132400 -1546 - 8450 = 1224042.6.3 最大弯矩引起的轴向应力§3截面0 —00_0 0 0 _9_8___ _9M max = M ： M e = 2.196 1091.57 108 =2.353 109N mmM 黑=M E" +0.25M ：" +Me =2.583X108 + 0.25父 2.196 父 108 +1.57 父108max匚e= 3.289 108N mm截面1—1截面2—2=M 『 M e =1.931 109 1.57 108 =2.088 109N mm =M E"+ 0.25M ." + M e = 2.311 父108 + 0.25 父 1.931M 108 +1.57 父108 一一_ 9= 2.951 10 N mmMm:92.951 109 20.785 22002 20=38.81MPa二 D i 、ei 3.14 2200 20 0 _0 --30 _0 Mmax3.289 109 20.785 22002 20=43.26MPa2 _29Mmax4 2.436 10ZsmL = 41.75MPa7.606 10M 14 max二 M/M e =2.107 109 1.57 108 = 2.264 109N mmM 14 max=M 『+0.25M / + M e = 2.493 父108 +0.25 父 2.107 父 108 +1.57父108= 3.176 108N mm Z sm =7.606 107NmmM 」M 」2.7塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核2.7.1 截面的最大组合轴向拉应力校核截面2-2k- t =170 Mp a= 0.85K =1.2K " =1.2 170 0.85 =173.4 Mp a2 _2 2_22_2_ ___ 二max =二1 - 二2 二3 =52.5-8.69 38.81 -82.62MPa =82.62MPa :二K［二］t =173.4MPa满足要求2.7.2塔体与裙座的稳定性校核截面2-2A 0.094、6一R i 0.094 20 =0.00171100138［二］t=1701.22 .22-2 2 -2 —二max =二2 二 3 =8.69 38.81 =47.5MPa2-2 _ __ t_ _二max =47.5MPa T］cr =min{KB,K［二］} = min{ 166,204} 满足要求截面1-1A = 118 0.094 1 0.094 20------------- =------------------------ = 0.0017Ri 1100166MPa［二］t =105MPa1.2 1 1 1 1 _____ 1J /_ _ ____ ___=二-2 二 3 =9.05 41.74 =50.80MPac m a；1 1 _ __ _____ __ t_ _ _ _____________ ____二mat =50.80MPa 二［二］Cr =min{KB,K［二］} = min{ 141.6,126} =126MPa 满足要求截面0-0: 0.094、ei = 0.094 200.0017AR i 1100B =118MPa［二］t =105MPa 1.2二m：=二7 二0' =9.541 43.26 = 52.77MPa仃mt =52.77MPa ＜［.］5=min{ KB, K叵］,=min{141.6,126} = 126MPa 满足要求计算危险截面项目----------------------------------------------------------------0-0 1-1 2-2塔体与裙座有效厚度6e,20 20 20 截面以上的操作质量m'6' ,133946 132400 122404 计算截面面积A, mm2138230 143500 138230 计算截面的截面系数Zi1, mm376.03 10676.61 10676.31 106i-i最大弯矩M max,N mm93.289 10993.176 10992.951 109最大允许轴向拉应力K b ］；；MPa 173.4 一一141.6 141.6 165.6最大允许压应力K !126 126 204 计算压力引起的轴向拉应力二- 1 0 0 52.25 操作质量引起的轴向压力；少9.51 9.05 8.69 最大弯矩引起的轴向压力;寸43.26 41.75 38.81 最大组合轴向拉应力；：；ma x52.77 50.80 47.50 最大组合轴向拉应力;喀派一一82.62强度一一2工t . 二max：K［二］满足要求强度与稳定校核稳定性, 0 -0「max :二［-］cr二min{ KB,K［二］)满足要求_ 1」-- max :二［-］cr二min{ KB, K［二］)满足要求2N--max :二4］cr二min{ KB,K［二］)满足要求表2-3各危险截面强度校核汇总2.8塔体水压试验和吊装时代应力校核2.8.1 水压试验时各种载荷引起的应力(1)试验压力和液柱静压力引起的环向应力P T D i 2.375 2200------- = =65.31 M P a2.8.2 水压试验时应力校核 (1)筒体环向应力校核0.9 s =0.9 345 0.85 = 263.9MPa二T =154.01MPa ：二0.9；%=263.9MPa 满足要求(2)最大组合轴向应力校核C-二二 二二二65.31 17.58 9.68 = 57.41MPa max ।2 30.9 1 =0.9 0.85 345 = 263.9MPa二la 2 =57.41MPa ：0.9 1 =263.9MPa 满足要求(3)最大组合轴向压应力校核二I ： -；「二 二丁 二17.58 9.68 =27.26MPa max二1［"二］cr =min{ KB,0.9;s } =min{138.4,310.5} =138MPa(P T +液柱静压力)(D i +6ei )(2.375 + 0.4)(2200 +20)2、：ei2 20=154.01MPaP T［二］ 170=1.25 p — =1.25 1.92.375M Pa［打 170液柱静压力=H =1000 40 =0.4MPa(2) 试验压力引起的轴向拉应力4、e 4 20 (3) 最大质量引起的轴向压应力2 _2二 2m ma2g 247653 9.81D i J e 3.14 2200 20= 17.58M P a(4) 弯矩引起的轴向应力2_2二(0.3MZ M e )98(0.3 1.93 1091.57 108)二 2—D i e 40.785 22002 20= 9.68M P a满足要求2.9根底环设计2.9.1根底环尺寸2.9.2 根底环的应力校核取以上两者中的较大值c-bmax -3.85MPa 选用100号混凝土, R a =5.0 MPa二 bmax =3.84 ：二 R a满足要求.2.9.3 根底环的厚度[5b =140MPa ; C =3 mm . 11b[D 0b -(D is 2 es )] [2500 -(2200 2 20)] -130mm 22假设螺栓直径为M56, l =160 mm , b =空 =0.65l 160取 D ob = D is 300 =2200300 : 2500 mmD ib=D is-300 = 2200 -300 =1900 mm!二1 ax= max{0 - 0 M maxzbm o gAb.0.3 M w+ M e+ mm axg ;,Z A其中A b =~ D2ob2 Db=0.785 (2500 2 -1900 2) = 2073000 mm 2Z b二(D04b -D ：)32 D ob_______ 4 ____ 43.14(2500 -1900 ) 32 2500=10 .2210 8mmM max 0 m 0 g _ 3.289 10 9 132761 9.81Z b A b - 1.02210 8 273000=3 .85 MPa 二 bmax0.3M - M e . m max gZ bA b0.3 2.196 109 1 .57 10 810 .22 10 8247653 9.812073000=1.91 MPa2 2M x =-0.2360 c b max b =-0.2360 3.85 130 =-15355.3N mm22M y =0.0532 1 '.■ b max l =0.0532 3.85 200 =8192.8N mm取其中较大值,故 M s =15355.3N mm3-29.62圆整后取、；b =34mm2.10地脚螺栓计算2.10.1 地脚螺栓承受的最大拉应力0 _00 _00 _0仃=max{ M 【+Me _ mming M E 1 40.25M 1*Me _ m °g }“bZbA b 'ZbA b其中m min =88815kg0 -0 _ 9M E=2.583 10 N mm M 片=21.96 109N mmm 0 =132761kgZ b =10.22 108 mm 3 A b =2073000 mm 30-00-0M E 0.25M W M e _ 2.583 109 0.25 2.196 109 1.57 108 Z b 10.22 108取以上两数中的较大值,故 入=3.22MPaM W M eZ bm min g A b2.196 109 1.57 10888815 9.81 10.22 1082073000= 1.88 MPa=3.22MPad b6 15355.31302.10.2 地脚螺栓的螺纹小径仃b >0,取36,［仃］b =147MPa , C2 = 3mm4b B A b 4x3.223x2073000di 3=43.075mm,J 2 J -----------------------------------------二n［、］bt, 3.14 36147查得M56螺栓的螺纹小径d1 =56mm ,应选用36个M56的地脚螺栓,满足要求.第3章塔结构设计3.1 塔盘结构选用分块式浮阀塔塔盘3.2 塔盘的支承采用支撑梁结构支持圈参考文献[1]刁玉玮,王立业,喻健良.化工设备机械根底〔第六版〕[M].大连理工大学,2006, 12.[2]蔡纪宁,张秋翔,化工机械根底课程设计指导书.[M].化学工业出版社,2021,8.自我总结通过此次课程设计,使我更加扎实的掌握了有关化工机械设备方面的知识, 在设计过程中虽然遇到了一些问题,但经过一次又一次的思考,一遍又一遍的检查终于找出了原因所在,也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验缺乏.实践出真知,通过亲自动手制作,使我们掌握的知识不再是纸上谈兵.在课程设计过程中,我们不断发现错误,不断改正,不断领悟,不断获取.最终,这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多问题,最后在老师的指导下,终于游逆而解.在今后社会的开展和学习实践过程中, 一定要不懈努力, 不能遇到问题就想到要退缩,一定要不厌其烦的发现问题所在,然后一一进行解决,只有这样,才能成功的做成想做的事,才能在今后的道路上劈荆斩棘,而不是知难而退,那样永远不可能收获成功,收获喜悦,也永远不可能得到社会及他人对你的认可！通过这次课程设计,我掌握了如何将化工工艺条件与化工设备设计有机的结合起来,使所学有关机械课程的根本理论和根本知识得以稳固和强化,为今后设计化工化工设备及机械打下一定的根底.实验过程中,也对团队精神的进行了考察,让我们在合作起来更加默契,在成功后一起的喜悦心情,果然是团结就是力量.只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果.我认为,在这学期的实验中,在收获知识得同时,还收获了阅历,收获了成熟,在此过程中,我请教老师和同学,使我在专业知识好动手实践方面都得到了很好的提升,在此,要对老师和同学表示衷心的感谢.附录A主要符号说明根底环面积：裙座筒体的截面积：A^根底环伸长宽度：b厚度附加量：C塔内直径：D i弹性模量：E塔体高度：H笼式扶梯高度：H F塔盘介质层高度：h w风压高度变化系数：K i 地震弯矩：M E'风弯矩：M W充液质量：m W塔盘数：N人孔个数：n 设计压力：P平台质量：q p p笼式扶梯质量：q F各类土场的特征周期：Tg 自振周期：T1设计温度：t裙座筒体的截面系数：Z sm 常温屈服点:、飞介质密度：：塔外保温层厚度：飞圆筒计算厚度：名义厚度：有效厚度：1保温材料密度：「2根本振型参数：k地震影响系数：1脉动增大系数：’根本风压值：q 0载荷组合系数：k附录B塔设备的装配图地震影响系数：：・ 风压高度变化系数：f i自振周期地震影响系数：： 设计温度弹性模量：E t。
板式塔课程设计苯和氯苯
板式塔课程设计苯和氯苯一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握苯和氯苯的结构、性质和制备方法，培养学生运用有机化学知识分析和解决问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解苯和氯苯的结构特点；（2）掌握苯和氯苯的物理和化学性质；（3）了解苯和氯苯的制备方法。
2.技能目标：（1）能运用苯和氯苯的结构和性质解释实际问题；（2）能运用有机化学知识进行简单的有机合成设计。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对有机化学的兴趣和好奇心；（2）培养学生团队合作、积极进取的学习态度；（3）培养学生关爱环境、节约资源的意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下三个方面：1.苯的结构和性质：苯的分子结构、苯的物理性质（如密度、沸点等）、苯的化学性质（如取代反应、加成反应等）。
2.氯苯的制备和性质：氯苯的制备方法（如硝化反应、氯化反应等）、氯苯的性质（如物理性质、化学性质等）。
3.应用实例：结合生活实际，分析苯和氯苯在化工、医药等领域的应用。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课采用多种教学方法相结合的方式：1.讲授法：教师讲解苯和氯苯的结构、性质和制备方法，引导学生掌握知识点。
2.讨论法：分组讨论苯和氯苯的性质和制备方法，培养学生的团队协作能力。
3.案例分析法：分析实际应用案例，让学生了解苯和氯苯在生产生活中的重要性。
4.实验法：安排实验室实践活动，让学生亲身体验苯和氯苯的性质和制备过程。
四、教学资源为了支持本节课的教学，教师需要准备以下教学资源：1.教材：选用权威的有机化学教材，为学生提供系统、科学的理论知识。
2.参考书：提供相关的有机化学参考书，拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作精美的PPT，直观展示苯和氯苯的结构、性质和制备过程。
4.实验设备：准备实验所需的仪器和试剂，确保实验教学的顺利进行。
5.在线资源：利用互联网资源，为学生提供丰富的学习资料和实例。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本节课采用以下评估方式：1.平时表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，了解学生的学习态度和兴趣。
《化工原理》电子教案板式塔及其工艺设计计算
《化工原理》电子教案-板式塔及其工艺设计计算一、教学目标1. 让学生了解板式塔的分类、结构及工作原理。
2. 使学生掌握板式塔的工艺设计计算方法。
3. 培养学生运用化工原理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 板式塔的分类及结构a. 固定填料塔b. 流动填料塔c. 板式塔2. 板式塔的工作原理a. 塔内流体流动b. 塔内质量传递三、教学重点与难点1. 教学重点：a. 板式塔的分类、结构及工作原理b. 板式塔的工艺设计计算方法2. 教学难点：a. 板式塔的流体力学计算b. 板式塔的质量传递计算四、教学方法1. 讲授法：讲解板式塔的分类、结构、工作原理及工艺设计计算方法。
2. 案例分析法：分析实际工程案例，帮助学生理解板式塔的设计与计算。
3. 互动提问法：引导学生积极参与课堂讨论，提高学生的思考能力。
五、教学准备1. 教案、教材、课件等教学资源。
2. 计算机、投影仪等教学设备。
3. 实际工程案例资料。
六、教学过程1. 引入：通过展示化工生产中的板式塔图片，引起学生兴趣，提问学生对板式塔的了解。
2. 讲解板式塔的分类、结构及工作原理，结合课件进行演示。
3. 讲解板式塔的工艺设计计算方法，包括流体力学计算和质量传递计算。
4. 分析实际工程案例，让学生了解板式塔的设计与计算在实际中的应用。
5. 课堂互动，回答学生提出的问题，引导学生积极参与课堂讨论。
七、课堂练习1. 让学生根据板式塔的设计计算方法，完成一个简单的板式塔设计计算案例。
2. 引导学生分析案例中的关键参数，确保计算结果的准确性。
八、课后作业1. 要求学生复习课堂内容，掌握板式塔的分类、结构、工作原理及工艺设计计算方法。
2. 布置一道实际工程案例的板式塔设计计算题目，让学生课后完成。
九、教学反思1. 教师在课后对自己的教学进行反思，分析教学过程中的优点和不足。
2. 根据学生的课堂表现和作业完成情况，调整教学策略，以提高教学效果。
十、教学评价1. 学生对本节课的内容掌握程度，包括板式塔的分类、结构、工作原理及工艺设计计算方法。
化工原理课程设计《板式塔课程设计》省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
塔
高
加料口板间距加大，设测试
口；
塔釜空间=1-3m，设人孔、测试口；
裙座=2m，设人孔两个。
绘图
➢物料流程图： 只标设备名称，物料构成、流量。
➢塔板构造图： 塔板分块、孔旳排列、降液管旳尺寸；
➢塔体工艺图： 总高、管口位置、板间距、管口方位、 管口表、技术特征表。
河北科技大学
设计 制图 审核 批准
D圆整 初选塔径 1米下列100
进制
构造参数旳设计
hw , ho ,Ws ,Ws' ,Wc ,do , t
how
hn
溢流强度 i= Lh < 3.5 ~ 4.5
hw
LW
计算hOW
hw 20 ~ 50mm
hw hL - how
ho 20 ~ 25mm hw
hL = 60mm
降液管、受液盘旳构造及尺寸
进料管：泵加料 u= 1-3m/s；高位槽进料u= 0.5-1m/s
回流液管：泵回流 u= 1.5-3m/s；重力回流u= 0.5-1m/s
（3）冷却剂、加热剂用量
Qc Vrc WcC p t2 t1
QB VrB W蒸汽 r蒸汽
t2 400C ~ 450C
冷却剂用量 加热剂用量
将工艺计算成果列表
用途
塔顶蒸汽管 排空管 回流管 进料管
塔底蒸进口管 热电阻接口 压力计接口 液位计接口
塔底液体出口管 人孔
河北科技大学
设计 制图 审核 批准
浮阀精馏塔 工艺条件图
图号
材料 比例
1:50
数量 第 1 页共
重量 1页
5、设计阐明书内容
每项单独一页 正文
每项单独一页
《课程设计板式塔设计计算》PPT课件
沸点等，实现分离。
添加标题
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设计计算：根据工艺要求，对板 式塔进行设计、计算和优化，以 满足生产需求。
塔板：板式塔的核心部件，用于 提供气体混合物与液体接触的表 面，促进传质传热过程。
板式塔设计计算的基本公式包括：物料衡算公 式、能量衡算公式、传质速率公式、传热速率 公式等。
出口堰的作用：控制塔内液位，防止液体溢出 出口堰的设计：根据塔内液体性质和操作条件确定堰高和堰宽 侧向出料管的作用：将塔内液体输送到下一级设备 侧向出料管的设计：根据塔内液体性质和操作条件确定管径和管长
确定塔板的几何尺寸和形状 计算塔板的压降和流量 确定塔板的流体力学参数 计算塔板的传质效率和传热效率 确定塔板的流体力学性能和稳定性 优化塔板的流体力学设计
企业背景：某环保企业，致力 于环保技术研发和应用
设计目的：提高废气处理效率， 降低能耗
设计参数：废气处理量、废气 成分、处理效率等
设计过程：废气处理工艺选择、 设备选型、参数优化等
设计结果：板式塔设计计算结 果，包括处理效率、能耗等
应用效果：环保企业应用板式 塔设计计算后的效果，如废气 处理效率提高、能耗降低等
设计计算应考虑塔内流体 的流动状态和传质效果
设计计算应考虑塔内构件 的强度和刚度
设计计算应考虑塔内构件 的耐腐蚀性和耐磨性
设计计算应考虑塔内构件 的密封性和防泄漏性
汇报人：
塔径：塔的直径，影响塔的体积和传质 效率
塔板间距：塔板之间的间距，影响塔 的传质效率和分离效果
塔高：塔的高度，影响塔的传质效率 和分离效果
塔板开孔率：塔板上开孔的面积与塔 板总面积的比值，影响塔的传质效率 和分离效果
塔板数：塔板的数量，影响塔的传质效 率和分离效果
板式塔课程设计绪论
板式塔课程设计绪论一、教学目标本课程的教学目标分为三个维度：知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
1.知识目标：通过本课程的学习，学生需要掌握板式塔的基本原理、结构类型、设计计算方法以及应用领域等方面的知识。
2.技能目标：学生需要具备板式塔的CAD绘制能力，能够独立完成板式塔的设计计算，并了解板式塔的施工安装过程。
3.情感态度价值观目标：培养学生对化工过程装备行业的热爱，提高学生对板式塔在化工领域重要性的认识，培养学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.板式塔的基本原理：介绍板式塔的工作原理、塔内流体流动特点以及塔内质量传递过程。
2.板式塔的类型：讲解不同类型的板式塔，如泡罩塔、筛板塔、浮动喷射塔等，并分析各种类型的优缺点。
3.板式塔的设计计算：教授板式塔的设计计算方法，包括塔径计算、塔高计算、塔内构件设计等。
4.板式塔的应用领域：介绍板式塔在化工、环保、能源等行业中的应用案例。
5.板式塔的施工安装：讲解板式塔的施工安装过程，包括塔体安装、内件安装、调试运行等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行授课：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握板式塔的基本原理、设计计算方法和应用领域。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解板式塔在工程中的应用。
3.实验法：学生进行板式塔的模型实验，增强学生对板式塔结构和工作原理的认识。
4.讨论法：学生就板式塔的设计计算、施工安装等方面的问题进行讨论，提高学生的思辨能力和团队协作能力。
四、教学资源为了保证教学的顺利进行，教师需要准备以下教学资源：1.教材：《化工过程装备设计原理》等板式塔相关教材。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，以丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作板式塔的PPT、视频等多媒体资料，以便于学生更好地理解板式塔的结构和原理。
4.实验设备：准备板式塔模型实验所需的设备，如板式塔模型、流体循环系统等。
课程设计板式塔
课程设计板式塔一、教学目标本课程旨在让学生掌握板式塔的基本概念、原理和设计方法。
知识目标包括：理解板式塔的定义、结构和工作原理；掌握板式塔的分类和特点；了解板式塔在化工、环保等领域的应用。
技能目标包括：能够运用板式塔的基本原理进行简单的塔设计；能够分析板式塔的优缺点和适用条件；能够运用板式塔的知识解决实际问题。
情感态度价值观目标包括：培养学生的创新意识和团队合作精神；增强学生对板式塔行业的认同感和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括板式塔的基本概念、原理、分类、设计和应用。
具体包括以下几个方面：1.板式塔的定义、结构和特点；2.板式塔的分类和优缺点；3.板式塔的工作原理和设计方法；4.板式塔在化工、环保等领域的应用。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程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等。
通过结合实际案例和实验，使学生更好地理解和掌握板式塔的知识。
同时，鼓励学生积极参与讨论，培养学生的创新思维和团队合作精神。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：板式塔设计原理和方法；2.参考书：板式塔技术手册、化工原理等；3.多媒体资料：板式塔的图片、视频和动画等；4.实验设备：板式塔模型、实验材料等。
通过以上教学资源的使用，帮助学生更好地理解和掌握板式塔的知识，提高学生的实际操作能力和创新能力。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问回答等情况，占总评的20%；作业主要评估学生的理解和应用能力，占总评的30%；考试主要评估学生的知识掌握和运用能力，占总评的50%。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本课程的教学安排如下：共进行10次课，每次课2小时，每周一次。
教学地点选在教室，以便学生集中注意力和积极参与。
教学安排应合理、紧凑，确保在有限的时间内完成教学任务，同时考虑学生的实际情况和需要。
化工原理板式塔课程设计
化工原理板式塔课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解化工原理中板式塔的基本概念、分类和结构；2. 掌握板式塔的流体力学特性和传质单元操作原理；3. 学会运用板式塔的物料和能量平衡方程，分析实际工艺过程中的塔内流动和传质现象；4. 了解板式塔在化工生产中的应用和常见问题。
技能目标：1. 能够运用板式塔的设计方法，进行塔板数、塔径和塔高的初步计算；2. 掌握板式塔内流体流动和传质的模拟与优化方法；3. 能够运用相关软件（如Aspen Plus）对板式塔进行模拟和性能分析；4. 培养解决实际工程问题，如塔内液泛、漏液、堵塞等问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工原理学科的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队协作意识，学会与他人共同解决问题；3. 增强学生的环保意识，认识到化工生产过程中节能减排的重要性；4. 培养学生的创新精神和实践能力，为将来从事化工领域工作打下基础。
本课程针对高年级化工原理相关专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确以上课程目标。
通过本课程的学习，学生能够掌握板式塔的基本理论、设计方法和应用技能，为实际工程问题的解决和未来职业发展奠定基础。
同时，注重培养学生的团队协作、创新精神和环保意识，提高学生的综合素养。
后续教学设计和评估将围绕以上具体学习成果展开。
二、教学内容1. 板式塔基本概念与结构- 板式塔的定义、分类及特点；- 常见塔板类型及其结构。
2. 板式塔流体力学特性- 单板塔的流体流动现象；- 塔内液相和气相流动的压降计算；- 液泛和漏液的判断及防止措施。
3. 传质单元操作原理- 传质的基本理论；- 传质单元数的计算；- 影响传质效率的因素。
4. 板式塔物料和能量平衡- 板式塔内物料和能量的平衡方程；- 塔内流动和传质的模拟与优化；- 实际工艺过程中的案例分析。
5. 板式塔设计方法- 塔板数、塔径和塔高的初步计算；- 塔内流体流动与传质的模拟；- 设计软件（如Aspen Plus）的应用。
《化工原理》电子教案板式塔及其工艺设计计算
《化工原理》电子教案-板式塔及其工艺设计计算一、教学目标1. 让学生了解板式塔的结构和分类2. 使学生掌握板式塔的工艺设计计算方法3. 培养学生运用化工原理知识解决实际问题的能力二、教学内容1. 板式塔的分类和结构特点2. 板式塔的工艺设计计算方法3. 板式塔的操作优化与性能评价三、教学方法1. 采用讲授法讲解板式塔的分类、结构和工艺设计计算方法2. 通过案例分析，让学生运用所学知识解决实际问题3. 利用多媒体手段展示板式塔的内部结构和工作原理四、教学准备1. 教案、教材、多媒体课件2. 板式塔的图片、视频资料3. 相关案例分析资料五、教学过程1. 导入：简要介绍板式塔在化工过程中的应用和重要性2. 板式塔的分类和结构特点：讲解不同类型的板式塔及其结构特点3. 板式塔的工艺设计计算方法：详细讲解板式塔的工艺设计计算步骤和方法4. 案例分析：分析实际工程中的板式塔设计计算案例，让学生参与其中，提高解决实际问题的能力5. 板式塔的操作优化与性能评价：介绍板式塔的操作优化方法和性能评价指标7. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识教学反思：在授课过程中，注意观察学生的反应，根据学生的掌握情况调整教学节奏和难度。
通过案例分析，让学生充分理解板式塔的工艺设计计算方法，并能够运用到实际工程中。
引导学生关注板式塔的操作优化和性能评价，提高学生的综合素质。
六、教学拓展1. 介绍板式塔在其他领域的应用，如环境保护、食品工业等。
2. 探讨板式塔在未来发展趋势中的潜在应用，如新型材料的研究和开发。
七、板式塔设计计算案例分析1. 提供几个典型的板式塔设计计算案例，让学生分组讨论并提交报告。
2. 案例分析内容包括：塔径、塔高、塔板数、塔板效率等参数的确定。
八、板式塔操作优化1. 讲解板式塔操作优化的意义和方法。
2. 分析操作优化对塔内流体动力学、传质效率的影响。
3. 让学生通过模拟软件进行塔操作优化实验，观察优化效果。
化工机械设备课程设计(板式塔) - 副本
（2）选用零部件。
（3）计算外载荷，包括内压、外压、设备自重，零部件的偏载、风载、地震载荷等。
（4）强度、刚度、稳定性设计和校核计算
（5）传动设备的选型、计算。
（6）绘制设备总装配图。
第1章
按计算压力计算塔体和封头厚度
塔体厚度的计算
考虑厚度附加量C mm,经圆整,取 mm
封头厚度计算
采用标准椭圆封头：
142880
－
2800
5200
－
－
－
8000
1546
8450
29050
32754
32246
30101
133946
各塔段最小质量/kg
1546
5911
18214
22446
20917
பைடு நூலகம்21159
90000
全塔操作质量/kg
全塔最小质量/kg
水压试验时最大质量/kg
风载荷计算
2—3段计算风载荷
式中：
K1=0.7
考虑厚度附加量C mm,经圆整,取 mm
塔设备质量载荷计算
筒体圆筒、封头、裙座质量
圆筒质量： kg
封头质量： kg
裙座质量： kg
kg
说明：1塔体圆筒总高度为H0=36.79m；
2 查得DN2200mm,厚度22mm的圆筒质量为1205 kg/m；
设计实例(板式塔)
板式塔的设计内容
工艺流程的设计 板式塔的工艺计算 板式塔的机械设计 塔的辅助设备设计与选型
工艺流程的设计
1.经济方面:应该充分考虑整个系 统热能的利用,以便降低操作费用. 例如:从塔顶出来的蒸气和从塔底 排出的液体带出的热量可用于预热 原料液或它处. 2.全塔操作的稳定性:若操作不稳 定,就不能保证产品质量的均匀. 有 时也把冷凝器分割为两部分,一部 分预热原料液,另一部分用冷却水 使蒸气冷凝.这样可以用控制冷却 水量来控制冷凝器的操作,同时保 证进料温度一定.为此
精馏方案的选定
2.进料状态
原则讲,要使回流在全塔发挥作用,全部冷量应该加在 塔顶,全部热量加在塔底.但实际设计时应该考虑设备 费和操作费问题及操作平稳等多种因素.
进料---预热到泡点或接近泡点(进料温度不受季
节气温变化和前一道工序波动限制,塔的操作比较容易 控制.而且精馏段和提馏段的上升蒸气量相近).
板式塔的结构设计
板式塔的结构设计内容包括塔的总体结构，塔盘 结构和接管结构，可参见有关资料
板式塔的机械设计
塔的机械设计
塔板（塔盘）
塔体及封头
裙座
容器法兰 JB4700~4707-92 附录三
接管及法兰 GB8163-87 HB5010-58
有时为了减小再沸器的热负荷(如再沸器所需
加热剂温度较高,或物料容易在再沸器内结焦等)可在 料液预热时加入更多的热量,甚至采用饱和蒸气进料. 注意:实际设计还应该考虑整个车间的流程安排.
精馏方案的选定
3.多股进料 原料来源不同,浓度差别很大,从分离角度, 应该从不同的位置加入.但所处理的物料量 不多时(或其中的一种物料不多时),从设备 加工和操作方便考虑,也往往多股混合以后 作一股物料加入.
《化工原理》电子教案——板式塔及其工艺设计计算
《化工原理》电子教案——板式塔及其工艺设计计算一、教学目标1. 使学生了解板式塔的分类、结构及工作原理。
2. 培养学生掌握板式塔的工艺设计计算方法。
3. 培养学生运用板式塔进行化工过程中的分离操作。
二、教学内容1. 板式塔的分类及结构1.1 板式塔的分类1.2 板式塔的结构组成2. 板式塔的工作原理2.1 塔内流体流动与传质过程2.2 塔内压力降及液相传质系数计算3. 板式塔的工艺设计计算3.1 塔径计算3.2 塔高计算3.3 塔内流体分布与调整三、教学方法1. 采用多媒体课件进行教学，展示板式塔的图片及动画，增强学生对板式塔的认识。
2. 结合实际案例，分析板式塔在化工过程中的应用，提高学生的实际操作能力。
3. 利用板式塔的设计软件，让学生动手进行塔的设计计算，培养学生的实际设计能力。
四、教学资源1. 多媒体课件2. 板式塔设计软件3. 实际案例资料五、教学进程1. 板式塔的分类及结构（2课时）1.1 板式塔的分类1.2 板式塔的结构组成2. 板式塔的工作原理（2课时）2.1 塔内流体流动与传质过程2.2 塔内压力降及液相传质系数计算3. 板式塔的工艺设计计算（3课时）3.1 塔径计算3.2 塔高计算3.3 塔内流体分布与调整4. 实际案例分析与讨论（2课时）4.1 分析板式塔在化工过程中的应用4.2 学生分组讨论，提出改进措施5. 板式塔设计软件操作实践（2课时）5.1 学生动手进行塔的设计计算5.2 教师点评，解答学生疑问六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对板式塔分类、结构及工作原理的掌握情况。
2. 设计计算作业：布置板式塔设计计算的相关作业，评估学生对设计计算方法的掌握程度。
3. 实际案例分析报告：评估学生在实际案例分析中的表现，了解其对板式塔应用的理解。
七、教学反思本章节通过板式塔的分类、结构、工作原理及设计计算方法的学习，使学生掌握板式塔的基本知识。
在教学过程中，注意结合实际案例进行分析，让学生了解板式塔在化工过程中的实际应用。
化工课程设计板式塔
化工课程设计板式塔化工课程设计板式塔是指在化工过程中用于分离或提取物质的设备，本文将从定义、组成、工作原理、设计要点、操作维护等方面进行详细介绍。
一、定义板式塔是指利用板式结构实现液相和气相交换、物质分离或应用的一种装置。
也可称为板塔、塔板或塔盘。
二、组成板塔的主要组成部分为塔壳、进出口管路、塔板和填料层。
1. 塔壳：塔壳是板塔的外壳，可以由钢板、不锈钢或玻璃钢制成，但需要满足工作压力和温度的需求。
2. 进出口管路：进出口管路是塔体内部进出液体、气体的通道。
3. 塔板：塔板是板塔的关键部分，由网格、滴板、方格或管道组成。
不同类型的塔板具有不同的分离效率和流体力学性能。
4. 填料层：填料层是用于增加化学反应表面积和触点数的分散剂，在分离和转化反应过程中起到重要的作用，能够提高反应的效率。
三、工作原理板塔的工作原理是利用板式结构制造液相和气相间的联系界面，在板内形成液滴和气泡着，并在板上提供一个平衡的场所以实现物质的分离。
当气体从塔底进入塔体时，经过填料层形成气泡，与从塔顶倾倒而下的液体形成液滴。
气泡和液滴在塔板上相互接触并进行质量交换。
气体中的揮发性组分就在接触面借助蒸汽能量与液体相互传递，使液滴中的揮发性组分从液相向气相转移。
非揮发性组分则从气相传到液相。
这样，在塔板的作用下，相互传递和交换的物质逐渐分离和进一步分级。
四、设计要点板式塔的设计是根据不同的物理、化学或生物反应过程，选择塔内填充材料、塔板类型和填料高度等参数，使塔的运行能够实现预期的生产效果。
下面是板式塔设计的主要要点：1. 填料的类型和表面积。
不同填料的表面积不同，因此要根据化学反应和环境要求来选择不同类型的填料。
一般而言，比表面积越大、填料容纳性越强的填料能使反应更为高效。
2. 填料的高度。
填料高度极大影响了反应的效率，过低的填料会导致反应不足，而过高的填料会降低实际分离效果。
因此，填料高度是根据实际生产过程来制定的。
3. 塔板的选择和设计。
化工原理课程设计—板式精馏塔的设计
板式精馏塔的设计1.1 概述塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。
根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。
板式塔内设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。
填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。
工业上对塔设备的主要要求是：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。
此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。
板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。
工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。
（一）泡罩塔泡罩塔是最早使用的板式塔，是Celler于1813年提出的，其主要构件是泡罩、升气管及降液管。
泡罩的种类很多，国内应用较多的是圆形泡罩。
泡罩塔的主要优点是：因升气管高出液层，不易发生漏液现象，操作弹性较大，液气比范围大，适用多种介质，操作稳定可靠，塔板不易堵塞，适于处理各种物料；但其结构复杂，造价高、安装维修不便，板上液层厚，气体流径曲折，塔板压降大，因雾沫夹带现象较严重，限制了起诉的提高。
现虽已为其他新型塔板代替，但鉴于其某些优点，仍有沿用。
（a b）图1 泡罩塔（二）浮阀塔浮阀塔广泛用于精馏、吸收和解吸等过程。
其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀周边以稳定的速度水平地进入塔板上液层进行两相接触。
浮阀可根据气体流量的大小而上下浮动，自行调节。
浮阀有盘式、条式等多种，国内多用盘式浮阀，此型又分为F－1型（V－1型）、V－4型、十字架型、和A型，其中F－1型浮阀结构较简单、节省材料，制造方便，性能良好，故在化工及炼油生产中普遍应用，已列入部颁标准（JB－1118－81）。
板式吸收塔课程设计
板式吸收塔课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握板式吸收塔的基本原理、结构和设计方法。
知识目标包括：了解板式吸收塔的定义、工作原理和分类；掌握板式吸收塔的参数计算和设计方法；了解板式吸收塔在工业中的应用和优点。
技能目标包括：能够运用板式吸收塔的基本原理解决实际问题；能够根据给定的参数设计简单的板式吸收塔。
情感态度价值观目标包括：培养学生对化工工艺设备的兴趣和好奇心；培养学生对科学研究的热情和责任感。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括板式吸收塔的定义、工作原理、分类、参数计算和设计方法。
具体内容包括：板式吸收塔的定义和工作原理，各类板式吸收塔的特点和应用；板式吸收塔的参数计算方法，包括塔径、塔高、塔内流速等；板式吸收塔的设计方法，包括塔板设计、塔内流体力学计算、塔内件选型等。
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相结合的方式进行教学。
包括：讲授法，用于讲解板式吸收塔的基本原理、结构和设计方法；案例分析法，通过分析实际案例，使学生更好地理解板式吸收塔的应用；实验法，安排实验室参观和实践操作，使学生直观地了解板式吸收塔的工作原理和设计方法。
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，将准备以下教学资源：教材《化工工艺设备》，用于引导学生预习和复习相关知识；参考书《板式吸收塔设计与应用》，用于拓展学生的知识视野；多媒体资料，包括板式吸收塔的结构和工作原理动画，用于直观展示板式吸收塔的工作过程；实验设备，包括板式吸收塔模型和相关实验器材，用于学生实验操作和观察。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
评估方式包括：平时表现，占30%，通过课堂参与、提问、讨论等方式评估学生的学习态度和积极性；作业，占30%，通过布置相关的计算题和案例分析题，评估学生对板式吸收塔知识的掌握程度；考试成绩，占40%，通过期末考试或课堂小测验，评估学生对板式吸收塔知识的综合运用能力。
蒸馏-板式塔化工原理课程设计
第一节设计方案简介一：设计方案的论证1蒸馏----是分离液体混合物的典型单元操作。
它是通过加热造成气.液两相物系，利用物系中各组分挥发度的不同的特性以实现分离的目的。
2蒸馏分离特点:第七节一般蒸馏过程流程简单;第八节蒸馏分离应用范围广泛，历史悠久;第九节能耗的大小是决定是否能分离的关键.3蒸馏过程的分类：①按操作过程分为间歇蒸馏和连续蒸馏;②按蒸馏方式分为简单蒸馏，平衡蒸馏，特殊精馏；③按操作压强分为常压、减压和加压蒸馏；④按待分离混合物中组分数目分为两组分精馏和多组分精馏。
4板式塔类型按照塔内气液流动方式，可分为错流和逆流塔板两类。
板式塔是逐级接触而填料塔是微分接触。
5回流方式采取泡点回流。
第二节基础数据一．安托因方程lgB P At C ︒=-+二．常压沸点苯：80.1℃乙苯：136.1℃三．分子量M=78g mol 苯M乙苯=106g/mol四．密度苯：ρA =879Kg/m3乙苯：ρB=867 Kg/m3五．汽化热苯：IA =393.9KJ/Kg乙苯：BI=195kj/kg六．表面张力20t=℃苯：28.6×103(N/m)乙苯：26.8×103(N/m)第三节工艺计算一．平衡关系根据安托因方程：lgB P At C ︒=-+例：当90t C =︒ 时代入：lgP。
A =6.023－24.22025.1206+t lgP 。
B =6.079－93.21291.1421+t解得：P 。
A =136.32KPa P 。
B =24.27KPaA x =69.027.2432.13627.24325.101P P -P 00A 0B =--=-B Py A =93.0325.10169.032.136P P 0A =⨯=A x α=62.527.2432.13600==B A P P 苯与乙苯的平衡数据如下：06.51==∑=nni im αα由表一作t-x-y ； x-y ； t-α 图。
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及辅助设备的选型，编写设计说明书。
2、绘制工艺流程图一张。 3、绘制精馏塔的装配图（一号图纸）。 4、说明书编写。
二、设计说明书的内容
– 1、目录；
– 2、设计题目及原始数据(任务书)；
– 3、简述酒精精馏过程的生产方法及特点； – 4、论述精馏总体结构(塔型、主要结构)及流程的安排、 材料选择； – 5、精馏过程有关计算(物料衡算、热量衡算、理论塔板
数、回流比、塔高、塔径塔板设计、进出管径等)；
– 6、设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等);
– 7、主体设备设计计算及说明；
– 8、主要附属设备的选择（换热器等）；
– 9、参考文献 ；
– 10、自我总结及有关问题的讨论。 – 说明书书写格式：每页的右边留30mm，用来标 注参考文献及简单备注。
设备的年运行时间平均为300天。
• 设计条件：
1、加热方式： 直接蒸汽加热，蒸汽压力为 1.0~2.0kg/cm2。 间接加热。 2、操作压力： 常压。 3、进料状况： 饱和液体。 30℃冷液进料。 4、冷却水进口温度：30℃，出口温度自定。 5、塔板形式：浮阀塔板。
• 应完成的工作量：
1、乙醇精馏塔的工艺设计，塔板的结构设计
是现代化生产应优先考虑的原则，不得采用缺乏可靠性的、不成
熟的技术和设备，不得采用难以控制或难以保证安全生产的技和 设备。
4、可行性：流程布置和设备结构不应超出一般土建要求和
机
本设计的基本内容和要求
• 设计内容包括：
• 选定精馏方案及流程；
• 进行精馏塔的工艺计算；
• 结构和附属设备的选型设计； • 绘制精馏塔的装配图； • 将设计结果编写成设计说明书。
课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己 做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料， 进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和 核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案
和合理的设计。所以，课程设计是培养学生独立工作
能力的有益实践。
“能力”的训练和培养：
① 查阅资料、选用公式和数据的能力； ② 从技术上的可行性与经济上的合理性两方面树立正确 的设计思想、分析和解决工程实际问题的能力； ③ 准确、快速的计算能力； ④ 熟练应用计算机（包括编程计算和使用工程设计软件） 的能力以及用简洁文字、图表表达设计思想的能力．
1、经济性：应符合能量充分合理利用和节能原则，符合经 常 生产费和设备投资费的综合核算最经济的原则；符合有用物质高 回收率、低损耗率原则． 2、先进性：应对目前工厂生产过程和设备上存在的问题提 出
改进方案和改进措施，并尽量采用国内外最新技术成果。
3、可靠性和稳定性：保证运行的安全可靠和操作的稳定易 控
• 第五、食品饮料工业中，用来生产汽酒、果酒、白酒等。
• 总之，酒精在国防工业、医疗卫生、有机合成、食品工业 工农业生产中都有广泛的用途。
课程设计目的和要求
• 目的： – 锻炼学生的综合能力：资料查阅、知识综合应用、 理论计算、设备选型、绘制图形、编写说明书。 – 培养工程观念：理论→小试→放大。 • 要求： – 设定大致框架，绘制工艺流程图； – 进行有关计算，得出设备主要尺寸和参数（塔高， 直径，塔板数等）； – 选择附属设备； – 根据计算结果绘制主体设备图形； – 编写设计说明书。
三、绘图要求
1、用坐标纸绘制乙醇—水溶液的y-x图， 并用图解法求理论塔板数；
2、用坐标纸绘浮阀的排孔图；
3、用A4图纸绘制设备流程图一张； 4、用594×841图纸绘制装置图一张：一主视图， 一俯视图，一剖面图，若干个局部放大图。 设备技术要求、主要参数、接管表、
部件明细表、 标题栏等。
四、参考书
• 1、天津大学，《化工原理》，天津，天津科学技术出版社， 1990年。 • 2、李功样等《常用化工单元设备设计》，广州，华南理工大学 出版社，2003年。 • 3、 魏崇关，郑晓梅，《化工工程制图》，北京，化学工业出版 社，1992年。 • 4、 刁玉玮，王立业 编，《化工设备机械基础》，大连，大连 理工大学出版社，1989年。 • 5、章克昌，吴佩琮，《酒精工业手册》，北京，轻工业出版社， 1995年。 • 化工设备设计手册《金属设备》 • 化工设备设计手册《材料与零部件》
• 酒精有哪些用途
• 第一、酒精可以为工业生产提供能源，如作为汽 车的燃 料或与汽油组成混合燃料。幻灯片 28 • 第二、酒精是一种很好的有机溶剂，许多有机制剂的生产 中都要使用，如利用酒精脱水成为乙烯，用以生产合成橡胶、 聚乙烯、聚氯乙烯等。 • 第三、酒精具有杀菌作用，被医疗卫生部门广泛用作消毒剂、 防腐剂。 • 第四、制造农药。
时间安排
• 所有工作必须独立完成。
• 时间：6月7日 —— 6月18日。
• 6月11日之前完成理论计算， 6月12日开始绘图。
• 6月16日之前完成主体设备图和流程图。
• 6月17日之前完成说明书撰写。
一、 化工原理课程设计任务
• 设计题目：酒精生产过程板式精馏塔的设计 • 设计任务：
在酒精生产工艺中，将粗产品中的大部分杂质除去
• 乙醇蒸气与空气混合能引起爆炸，爆炸极限浓度3.518.0％(W)。酒精在70％(V)时，对于细菌具有强列的杀 伤作用．也可以作防腐剂，溶剂等。处于临界状态（243℃、 60kg／CM・CM）时的乙醇，有极强烈的溶解能力，可实 现超临界淬取。由于它的溶液凝固点下降，因此，一定浓度 的 酒精溶液，可以作防冻剂和冷媒。酒精可以代替汽油作燃料， 是一种可再生能源。
后，还存在着大量的水分，为了达到产品的质量要求，
需要将水分分离出去。本设计结合乙醇生产工艺，要 求设计一浮阀精馏塔，用于乙醇水溶液的分离。
• 下面是乙醇精馏塔的设计任务：
1、生产能力：年产 吨乙醇产品。
2、原料液中含乙醇
3、馏出液中的乙醇含量为
%（质量），其余为水。
%（质量）。
4、残液中的乙醇含量不高于0.2%（质量）。
化工原理课程设计
• 酒精生产过程精馏塔的设计
• 什么是酒精
酒精是一种无色透明、易挥发，易燃烧的液体。有酒的气
味和刺激的辛辣滋味，微甘。学名是乙醇， 分子式C2H5OH，
因为它的化学分子式中含有羟基，所以叫做乙醇，比重 0.7893(20／4°)。凝固点-117.3℃。沸点78.2℃。能与 水、甲醇、乙醚和氯仿等以任何比例混溶。有吸湿性。与水能 形 成共沸混合物，共沸点78.15℃。