前言
《化工原理课程设计》是化工类学生在学完化工原理及先修课程之后,进一步学习化工设计的基础知识、培养化工设计能力的实践性教学环节。本课程是以生产实际为背景,以化工厂单元操作设备的设计为课题,完成该单元操作关键设备工艺设计的教学过程,具有很强的工程性。学生在教师的指导下,通过查阅文献资料,收集物性数据,独立完成化工设备的工艺设计和工程图纸绘制,后以设计说明书的形式提交设计结果。引用宋代大文学家苏轼的一句名言,“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”。学生通过以工业生产为题材的设计实践,运用所学专业知识分析和解决工程实际问题,掌握化工单元操作设备设计的基本方法,学会使用化工工程师的语言体系撰写设计文件。学生在实战演练中,可提高自身的专业素养,取得丰硕的收获,真切感受到学习的快乐。
本书共分七章,内容包括:化工原理课程设计基础、液体搅拌设备设计、换热器设计、板式精馏塔设计、填料吸收塔设计、干燥器设计、结晶器设计。对于所涉及的化工单元操作,除讨论工艺技术方案的选择原则、设备选型、工艺尺寸的设计方法外,还给出了设计计算示例,并附有系统工艺流程图和设备工艺条件图。
编者努力探索并吸收了多年来教学改革和产学研成果,力求在内容上体现自身特色,着重突出以下两点:,把多年积淀的科学研究和工程技术成果经过转化和整理,作为设计示例编写到本书中来,使其在内容取材上具有一定的新颖性;第二,各单元操作都绘制了带控制点的工艺流程图和设备工艺条件图,使学生更好掌握化学工程师的语言,即不仅能对化工过程进行阐述和计算,而且能绘制规范的工程图纸。此外,在板式精馏塔设计中还讨论了设计新塔的操作性能,以期深化化工单元操作的教学内容。
参加本书编写的人员及分工如下:
第1章 化工原理课程设计基础 叶世超
第2章 液体搅拌设备设计 刘长军
第3章 换热器设计 叶世超 谢 锐
第4章 板式精馏塔设计 叶世超
第5章 填料吸收塔设计 叶世超
第6章 干燥器设计
气流干燥器设计 叶世超 易美桂
喷雾干燥器设计 金 央 付晓蓉
流化床干燥器设计 罗建洪 周 勇
第7章 结晶器设计 金 央
在本书编写过程中,攀钢集团煤化工公司教授级高级工程师张初永提供了宝贵意见,曹丽淑老师为填料吸收塔设计提供了帮助,在此表示感谢。
由于编者水平有限,书中不妥之处在所难免,恳请读者批评指正。
编者
2021年1月
商品简介
《化工原理课程设计》作为化工原理课程系列教材之一,是化工类专业化工原理课程设计的教学参考书。本书共分七章,内容包括:化工原理课程设计基础、液体搅拌设备设计、换热器设计、板式精馏塔设计、填料吸收塔设计、干燥器设计、结晶器设计。对于所涉及的化工单元操作,除讨论流程方案的选择原则、设备选型、工艺尺寸的设计计算方法外,还给出了相应的设计示例,并附有系统工艺流程图和主体设备工艺条件图。
本书可作为化工、制药、轻工、食品、生物、能源、环境等专业化工原理课程设计的教学参考书,也可供化工领域从事设计、生产与管理工作的工程技术人员参考。
作者简介
目录
第1章 化工原理课程设计基础
1.1 化工原理课程设计的目标和要求1
1.2 化工原理课程设计的主要内容1
1.2.1 化工单元操作工艺设计1
1.2.2 机械制图2
1.2.3 编写设计说明书2
1.3 化工工艺流程图设计3
1.3.1 工艺流程图中常见的图形符号3
1.3.2 带控制点的工艺流程图画法8
1.4 主体设备工艺条件图9
1.5 化工原理课程设计常用参数9
1.5.1 物性参数9
1.5.2 过程参数10
1.5.3 结构参数10
1.5.4 生产指标11
1.6 物性数据11
1.6.1 混合物的密度11
1.6.2 混合物的黏度12
1.6.3 混合物的热导率13
1.6.4 混合物的比热容13
1.6.5 混合液体表面张力14
1.6.6 蒸发潜热15
1.6.7 液体饱和蒸气压15
符号说明16
参考文献16
第2章 液体搅拌设备设计
2.1 概述17
2.1.1 搅拌操作的原理简介17
2.1.2 机械搅拌设备的基本结构18
2.1.3 机械搅拌器的类型及选择19
2.2 机械搅拌设备的设计23
2.2.1 机械搅拌设备设计过程23
2.2.2 搅拌功率的计算24
2.2.3 搅拌设备中的传热计算29
2.2.4 搅拌槽内的附件35
2.2.5 搅拌器配套电动机及减速器的选型36
2.3 机械搅拌设备设计示例38
2.4 机械搅拌系统工艺流程图和设备工艺条件图42
附:机械搅拌设备设计任务两则45
符号说明46
参考文献47
第3章 换热器设计
3.1 概述48
3.2 列管式换热器的设计48
3.2.1 设计方案的确定49
3.2.2 管壳式换热器的结构52
3.2.3 管壳式换热器的设计计算55
3.3 管壳式换热器工艺设计示例63
3.4 系统工艺流程图和设备工艺条件图69
附:换热器设计任务两则72
符号说明73
参考文献73
第4章 板式精馏塔设计
4.1 概述74
4.1.1 塔设备的类型与性能74
4.1.2 塔设备技术的发展74
4.2 板式精馏塔工艺设计75
4.2.1 设计方案75
4.2.2 塔板类型76
4.2.3 塔体工艺尺寸设计78
4.2.4 塔板工艺尺寸设计80
4.2.5 塔板流体力学验算86
4.2.6 塔板负荷性能图89
4.2.7 附属设备89
4.3 筛板塔工艺设计示例91
4.4 系统工艺流程图和设备工艺条件图110
4.5 板式精馏塔操作型计算113
4.5.1 概述113
4.5.2 板式精馏塔操作型计算方法113
4.5.3 板式精馏塔操作型计算示例114
4.6 设计思考题117
附:板式精馏塔设计任务两则118
符号说明119
参考文献120
第5章 填料吸收塔设计
5.1 概述121
5.2 设计方案121
5.3 填料的类型与选择123
5.4 填料塔工艺尺寸设计128
5.4.1 塔径设计128
5.4.2 填料层高度设计及分段131
5.5 填料层压降135
5.6 填料塔内件的类型与设计136
5.6.1 塔内件的类型136
5.6.2 塔内件的设计138
5.7 填料塔工艺设计示例139
5.8 硝酸磷肥尾气除氨系统工艺流程图和设备工艺条件图147
附:填料吸收塔设计任务两则149
符号说明150
参考文献151
第6章 干燥器设计
6.1 气流干燥器设计152
6.1.1 气流干燥器工艺简介152
6.1.2 气流干燥器设计方法154
6.1.3 气流干燥器工艺设计步骤160
6.1.4 气流干燥器工艺设计示例162
6.1.5 气流干燥系统工艺流程图和设备工艺条件图175
附:气流干燥器设计任务两则176
6.2 喷雾干燥器设计179
6.2.1 喷雾干燥工艺简介179
6.2.2 喷雾干燥器设计方法181
6.2.3 喷雾干燥器设计示例193
6.2.4 喷雾干燥系统工艺流程图和设备工艺条件图207
附:喷雾干燥器设计任务两则209
6.3 流化床干燥器设计210
6.3.1 流化床干燥工艺简介210
6.3.2 流化床干燥器设计方法213
6.3.3 流化床干燥器设计示例221
6.3.4 流化床干燥系统工艺流程图和设备工艺条件图228
附:流化床干燥器设计任务两则231
6.4 附属设备选型231
符号说明233
参考文献235
第7章 结晶器设计
7.1 概述237
7.1.1 结晶原理237
7.1.2 溶液结晶方法239
7.1.3 主要结晶器240
7.2 结晶器工艺设计243
7.2.1 结晶方案确定243
7.2.2 物热衡算246
7.2.3 成核-生长动力学247
7.2.4 混合悬浮结晶器的粒数衡算250
7.2.5 DTB结晶器设计方法255
7.3 DTB结晶器工艺设计示例257
7.4 结晶系统工艺流程图和DTB结晶器设备条件图264
附:结晶器设计任务两则267
符号说明269
参考文献270
附录
附录1 课程设计封面格式271
附录2 课程设计任务书格式272
内容摘要
《化工原理课程设计》作为化工原理课程系列教材之一,是化工类专业化工原理课程设计的教学参考书。本书共分七章,内容包括:化工原理课程设计基础、液体搅拌设备设计、换热器设计、板式精馏塔设计、填料吸收塔设计、干燥器设计、结晶器设计。对于所涉及的化工单元操作,除讨论流程方案的选择原则、设备选型、工艺尺寸的设计计算方法外,还给出了相应的设计示例,并附有系统工艺流程图和主体设备工艺条件图。
本书可作为化工、制药、轻工、食品、生物、能源、环境等专业化工原理课程设计的教学参考书,也可供化工领域从事设计、生产与管理工作的工程技术人员参考。
主编推荐
1.本书把多年积淀的科学研究和工程技术成果经过转化和整理,作为设计示例编写到本书中来,使其在内容取材上具有一定的新颖性;
2.各单元操作都绘制了带控制点的工艺流程图和设备工艺条件图,使学生更好掌握化工工程师的语言,即不仅能对化工过程进行阐述和计算,而且能绘制规范的工程图纸;
3.在板式精馏塔设计中还讨论了设计新塔的操作性能,以期深化化工单元操作的教学内容。
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