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内容简介

《化工原理课程设计》从培养学生运用理论知识解决实际问题的能力出发，把理论知识与工程实例有机结合，内容包括绪论、设计计算基础、设计绘图基础、板式精馏塔的设计、填料吸收塔的设计、管壳式换热器的设计、干燥装置的设计、课程设计说明书的撰写及附录等九部分，突出了教材的实用性、实践性和综合性。
本书可作为普通高等院校化学工程与工艺、生物、环境工程、食品等专业化工原理课程设计的教材，也可作为化工相关专业毕业设计、分离工程课程设计、化工工艺课程设计等的参考资料，还可用于化工原理课程教学的参考用书。

目录

0绪论
0.1化工原理课程设计的性质和目的001
0.2化工原理课程设计的基本内容及步骤001
0.2.1化工原理课程设计的基本内容001
0.2.2化工原理课程设计的基本步骤002
0.3化工原理课程设计的任务要求002
0.3.1设计说明书的编写要求003
0.3.2设计图纸要求003
0.4化工原理课程设计中计算机的应用004
0.4.1CAD软件的应用004
0.4.2Aspen Plus软件的应用005
0.4.3化工过程仿真技术的应用005
第1章设计计算基础
1.1物性数据和物性估算006
1.1.1定压比热容006
1.1.2热焓007
1.1.3蒸发潜热007
1.1.4液体密度008
1.1.5液体黏度009
1.1.6表面张力010
1.1.7液体的饱和蒸气压012
1.2物料衡算012
1.2.1物料衡算的计算依据012
1.2.2物料衡算的步骤013
1.3能量衡算015
1.3.1能量衡算式015
1.3.2几个与能量衡算有关的重要物理量016
1.3.3能量衡算的基本步骤017
第2章设计绘图基础
2.1化工工艺流程图020
2.1.1工艺流程图的分类020
2.1.2工艺流程图中常见的图形符号021
2.1.3方案流程图032
2.1.4工艺物料流程图032
2.1.5带控制点的工艺流程图033
2.1.6管道仪表流程图038
2.2主设备工艺条件图042
2.3设备装配图042
2.3.1化工设备图常用表达方法042
2.3.2设备装置图043
2.3.3装配图绘制方法和步骤047
2.4典型化工单元的自控流程047
2.4.1流体输送设备的自动控制047
2.4.2传热设备的自动控制049
2.4.3精馏塔的自动控制051
第3章板式精馏塔的设计
3.1概述056
3.1.1泡罩塔057
3.1.2筛板塔058
3.1.3浮阀塔059
3.1.4舌形塔及浮动舌形塔060
3.2设计的内容及要求061
3.3设计方案的确定061
3.3.1确定设计方案的原则061
3.3.2收集基础数据062
3.3.3确定工艺流程062
3.3.4确定操作条件063
3.4精馏塔的物料和热量衡算064
3.4.1精馏塔的物料衡算064
3.4.2精馏塔的热量衡算065
3.5精馏塔塔板数的计算066
3.5.1汽液相平衡关系067
3.5.2物料衡算及操作线067
3.5.3回流比的选择与确定070
3.5.4理论塔板数的计算071
3.5.5实际塔板数的计算及塔板效率073
3.6塔和塔板主要工艺尺寸设计074
3.6.1塔高和塔径的计算074
3.6.2溢流装置造型及设计077
3.6.3塔板布置080
3.6.4筛孔的计算及排列080
3.6.5塔板流体力学验算081
3.6.6塔板负荷性能图084
3.7板式塔的结构085
3.7.1板式塔总体结构085
3.7.2塔体总高度085
3.7.3塔板结构086
3.7.4降液管及受液盘结构086
3.7.5溢流堰结构088
3.7.6塔板结构设计的其他考虑089
3.8精馏塔的附件及附属设备089
3.8.1再沸器089
3.8.2冷凝器091
3.8.3主要接管尺寸091
3.8.4泵092
3.8.5其他附属设备092
3.9精馏塔的设计示例093
3.10精馏塔的设计任务书示例106
3.10.1苯酚-间甲酚二元精馏浮阀塔的设计106
3.10.2丙烯-丙烷二元精馏筛板塔的设计106
第4章填料吸收塔的设计
4.1概述107
4.2设计方案的确定108
4.2.1流程布置108
4.2.2吸收操作条件的确定109
4.2.3吸收剂的选择109
4.3气液平衡关系110
4.3.1溶解度曲线110
4.3.2亨利定律111
4.4塔填料的选择113
4.4.1填料类型113
4.4.2填料的选用116
4.5填料塔的工艺设计117
4.5.1物料衡算及操作线方程117
4.5.2吸收剂用量的确定117
4.5.3填料层高度的计算118
4.5.4填料层的分段123
4.5.5填料塔的结构设计124
4.6填料塔的辅助构件129
4.6.1塔内件的类型129
4.6.2塔内件的设计130
4.7填料塔的辅助装置132
4.7.1裙座132
4.7.2人孔与手孔132
4.8填料塔设计示例133
4.9填料塔的设计任务书示例137
4.9.1吸收SO2过程填料塔的设计137
4.9.2水吸收氨过程填料塔设计138
第5章管壳式换热器的设计
5.1概述140
5.2管壳式换热器的类型140
5.2.1固定管板式换热器140
5.2.2浮头式换热器141
5.2.3填料函式换热器141
5.2.4U形管式换热器142
5.2.5双管板式换热器142
5.3设计方案的确定143
5.3.1换热器结构类型的选择143
5.3.2流程的选择143
5.3.3流体流速的选择144
5.3.4加热介质或冷却介质的选择144
5.3.5流体出口温度的确定145
5.3.6流体流动方式的选择145
5.3.7材质的选择145
5.4工艺计算145
5.4.1工艺计算基本步骤146
5.4.2传热基本方程147
5.4.3平均传热温差147
5.4.4传热系数K149
5.4.5传热膜系数的计算151
5.4.6传热面积A的计算154
5.4.7换热器内流体流动阻力损失计算154
5.5结构设计155
5.5.1换热管155
5.5.2折流板157
5.5.3换热管排列形式158
5.5.4换热管中心距158
5.5.5管束分程159
5.5.6壳体直径及厚度160
5.5.7管板160
5.5.8管箱与封头161
5.5.9换热器主要连接161
5.6换热器的校核162
5.7换热器的设计示例162
5.8换热器的设计任务书示例167
5.8.1冷却器的设计167
5.8.2管壳式换热器的设计168
第6章干燥装置的设计
6.1概述170
6.2干燥装置171
6.2.1干燥器的特性171
6.2.2干燥器的分类171
6.2.3干燥器的选型原则172
6.2.4干燥器的主要形式172
6.3流化床干燥器176
6.3.1流态化现象176
6.3.2流化床干燥器的特性177
6.3.3流化床干燥器的类型及流程178
6.4流化床干燥器设计方案的确定180
6.4.1干燥方法及干燥器的选择180
6.4.2干燥流程的确定181
6.4.3干燥条件的确定183
6.5流化床干燥器设计参数的选取及计算184
6.5.1湿物料中含水量的表示方法184
6.5.2物料衡算184
6.5.3热量衡算185
6.5.4热效率186
6.5.5临界流化速度与带出速度的计算186
6.5.6操作流化速度189
6.6流化床干燥器的工艺计算189
6.6.1流化床直径D189
6.6.2扩大段直径D1190
6.6.3流化床总高度H190
6.6.4卧式多室流化床层底面积192
6.6.5卧式多室流化床干燥器的宽度和长度193
6.6.6物料在流化床中的平均停留时间193
6.7流化床干燥器的结构设计194
6.7.1气体分布板与预分布器194
6.7.2内部构件198
6.7.3溢流堰199
6.8流化床干燥器辅助设备的计算与选型199
6.8.1风机199
6.8.2空气加热器200
6.8.3气固分离器200
6.8.4供料器200
6.9流化床干燥器设计示例200
6.10流化床干燥器设计任务书示例206
6.10.1单层流化床干燥器的设计206
6.10.2卧式多室连续流化床干燥器的设计207
第7章课程设计说明书的撰写
7.1课程设计说明书的基本要求208
7.2课程设计说明书的构成208
7.3说明书撰写的内容与要求209
7.3.1前置部分209
7.3.2主体部分210
7.4课程设计说明书版式要求214
7.4.1纸张214
7.4.2页面设置214
7.4.3页眉214
7.4.4页脚214
7.4.5正文214
7.5示例215
7.5.1摘要示例215
7.5.2目录示例215
7.5.3封皮参考示例216
7.5.4设计任务书示例217
7.5.5正文示例219
附录
一、基础物性数据221
二、常见液体密度221
三、定压比热容222
四、常见液体蒸发潜热（单位：kcal/kg）225
五、常见液体表面张力226
六、液体黏度228
七、液体热导率230
八、液体饱和蒸气压231
九、二组分气液平衡组成与温度（或压力）的关系233
十、常用钢管规格型号一览表234
十一、管壳式换热器系列标准（摘录）235
十二、封头系列标准240
参考文献

前言/序言

化工原理课程设计是化学工程与工艺及相关专业化工原理实践教学的重要环节之一。该课程既是对化工原理课程理论知识的巩固和应用，又是对先修课程所学知识的一个综合应用实训。
　　化工原理课程设计，从培养学生综合运用基础知识分析和解决问题的能力及工程设计能力出发，按照化工原理课程教学体系的基本要求，结合编者在化工企业的工作经验、高校化工原理课程教学及课程设计、毕业设计的体会和认识，同时参考同类教材的基础上编写而成。
本教材突出工程实用性，既注重理论性，又注重实践性、综合性，力求理论与实践相结合。绪论部分阐述了课程设计的内容、步骤、要求。基础知识部分简明扼要地介绍了设计计算基础和绘图基本知识、要求、规范。典型单元操作部分由实用案例、理论设计原理、设计步骤、设计内容、工艺计算方法、辅助设备的设计和选型、工程案例的详细设计过程、实例任务书等环节组成；工程案例的设计过程是对理论工艺计算知识的应用，可供读者设计时参考；实例设计任务书则可供不同专业学生选择及练习。为强化学生科技论文的撰写能力，后续增加了课程设计说明书撰写的内容及要求。后附录部分提供了相关的规范、标准、物性参数等。
　　本书由河南城建学院王要令担任主编。绪论由河南城建学院王要令、淮阴工学院洪坤编写，第1章设计计算基础由武汉华夏理工学院姬乔娜编写，第2章设计绘图基础由河南城建学院王要令编写，第3章板式精馏塔的设计由郑州大学靳遵龙、陈晓堂，淮阴工学院洪坤编写，第4章填料吸收塔的设计由武汉华夏理工学院姬乔娜编写，第5章管壳式换热器的设计由郑州大学靳遵龙、陈晓堂编写，第6章干燥装置的设计由河南城建学院王要令编写，第7章课程设计说明书的撰写由河南城建学院王要令编写，附录由武汉华夏理工学院姬乔娜编写。
本教材的编写得到了河南城建学院、郑州大学、淮阴工学院和武汉华夏理工学院领导和同事的大力支持，并参考了国内许多书籍和资料，在此一并致以诚挚的谢意！
由于时间仓促，编者水平有限，书中难免存在不妥之处，恳请读者批评指正。

编者
2016年8月

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