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书名：化工原理课程设计
定价：39.0
ISBN：9787030506535
作者：贾冬梅，李长海
版次：31
出版时间：2016-11
在线试读：
第1章 绪论
1.1 化工原理课程设计的目的
化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节，是综合应用化工原理和有关先修课程所学知识，以单元操作为主的设计实践课程。通过课程设计，学生应掌握化工设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图及计算机辅助计算等能力方面做基本训练，在设计过程中还应培养树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。
通过课程设计，学生应在以下几个方面得到较好的培养和训练：
（1）查阅资料，选用公式和搜集数据的能力。通常设计任务书给出后，有许多数据需由设计者去搜集，有些物性参数要查取或估算，计算公式也由设计者自行选用，这就要求设计者运用各方面的知识，详细而全面地考虑后才能确定。
（2）正确选用设计参数，树立从技术上可行和经济上合理两方面考虑的工程观点，同时还需考虑操作维修的方便和环境保护的要求。即对于课程设计，不仅要求计算正确，还要求从工程的角度综合考虑各种因素，从总体上得到*佳结果。
（3）正确、迅速地进行工程计算。设计计算是一个反复试算的过程，计算工作量很大，因此必须同时强调正确与迅速（含必要的编程能力）。
（4）掌握化工设计的基本程序和方法，学会用简洁的文字和适当的图表表达自己的设计思想。
1.2 化工原理课程设计内容和步骤
1.2.1 设计内容
化工原理课程设计主要完成典型单元操作的工艺设计，设计内容主要有：
（1） 设计方案简介：对给定或选定的工艺流程、主要设备的型号进行简要的论述。
（2）主要设备的工艺设计计算（含计算机辅助计算）：物料衡算、能量衡量、工艺参数的选定，设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。
（3）辅助设备的选型：典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备的规格、型号的选定。
（4）设计说明书的编写：设计说明书的内容应包括设计任务书、目录、设计方案简介、工艺计算及主要设备设计、辅助设备的计算和选型、设计结果汇总和参考文献。
整个设计由论述、计算、表和图四个部分组成。论述应该条理清晰，观点明确；计算要求方法正确，误差小于设计要求，计算公式和所有数据必须注明出处；图、表应能简要表达计算的结果。
1.2.2 课程设计进度安排
1. 课程设计安排
课程设计时间2周，参考性教学安排如下：
第1天上午：指导教师讲课，向学生布置课程设计有关任务，提出有关要求，讲解与设计有关的主要内容。
第1天下午：熟悉设计内容，并查询和借阅设计所需的有关资料。
第2～6天：开展课程设计具体工作。
第7～8天：设计核算。
第9～10天：整理编写课程设计说明书。
2. 课程设计的步骤和进度
1）准备阶段
（1）设计前应预先准备好设计资料、手册、图册、计算和绘图工具、图纸及报告纸等。
（2）认真研究设计任务书，分析设计题目的原始数据和工艺条件，明确设计要求和设计内容。
（3）设计前应认真复习有关教科书，熟悉有关资料和设计步骤。
（4）结合模型，熟悉典型设备的结构，比较其优缺点。
2）设计阶段
化工原理课程设计主要是对单元操作中主要设备进行工艺设计。根据单元操作中的工艺条件（压力、温度、介质特性、物料量等）及原始数据，查取有关数据，进行物料衡算；根据设备内、外附件的工艺尺寸进行选型、设计，并对设计结果进行校核。这一阶段往往通过“边算、边选、边改”的做法来进行。
3）设计说明书
设计说明书是图纸设计的理论依据，是设计计算的整理和总结，是审核设计的技术文件之一，其内容大致包括以下几个方面。
（1）封面：包括课程设计题目、系别、班级、学生姓名、设计时间等。
（2）目录。
（3）设计任务。
（4）概述，设计方案的分析和拟定。
（5）设计条件及主要物性参数表。
（6）按设计任务顺序说明（有关参数计算、物料衡算，主要设备各部分工艺尺寸的确定和设计计算、设计结果校核）。
（7）设计结果汇总表。
（8）对本设计的评述（这部分主要介绍设计者对本设计的评价及设计者的学习体会）。
（9）参考文献。
（10）附录。
1.3 化工原理课程设计的任务要求
1.3.1 设计基本要求
（1）查阅文献资料、搜集有关数据、正确选用公式。当缺乏必要数据时，还需通过试验测定或到生产现场进行实际查定。
（2）在兼顾技术的先进性、可行性，经济的合理性的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，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，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。
（3）准确而迅速地进行主要设备的工艺设计计算。
（4）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。
1.3.2 注意事项
（1）课程设计不同于习题解答，设计计算依据和答案往往不是*一的，故正确的设计方案必须对其技术可行性和经济合理性进行分析比较，需经反复设计计算。
（2）在设计过程中，要求对每个学生进行独立分析问题、正确判断结果的能力培养。
（3）整个设计由论述、计算、表和图四部分组成，四者缺一不可。
（4）设计说明书尤其是论证部分的撰写，是对每个学生搜集材料、组织材料（文字水平）及综合能力的很好的训练和考察过程，不可轻视。
（5）撰写设计说明书就像写一本书一样，其中的图、表均需要有序号和名称，章与章之间要另页。
（6）所列的设计内容是本设计的基本要求，每个学生完全可以依个人情况在某些方面加深或提高，可以对流程的选定、塔结构的设计等进行多种方案的设计计算，还可以适当增加辅助设备的设计计算内容或多查阅参考资料以便充实设计的论证材料等。
（7）设计说明书统一采用A4纸。
（8）在绘制工艺条件图时，一定要注意各种线型的使用（粗实线、细实线等）。
1.4 设计图纸的规定和要求
1.4.1 工艺流程图
工艺流程图的正式绘制应在工艺计算完成后进行，可参照选择流程时的草图绘制，但应注意下列问题：首先安排版面，留出标题栏、设备一览表、图例等位置，再开始绘制流程图；流程图可用单线绘制，不用投影剖视，只画出设备外形，要标明物料的流向；要在流程图中注明设备标高、控制点、测量仪表、阀门等；同一工序同一类型设备并联时，可只画出一台；辅助管线不必画出，图中管线可按管内流动介质标注规定代号。
若要求画一张“带控制点工艺流程图”，应画出所有工艺设备、工艺物料管线、辅助管线、阀门、管件及工艺参数的测量点，并表示出自动控制的方案。一般采用A2（420mm×594mm）或A3（293mm×420mm）图幅。不严格要求比例，设备外形轮廓应保持它们的相对大小，设备间的高低位置应大致符合实际情况。用细实线表达设备的简略外形、内部特征和工艺管道流程线。标注设备位号及名称、管段编号、控制点代号、必要的尺寸、数据。
1.4.2 主体设备工艺条件图
工艺设计计算后确定主体设备的结构形状和工艺尺寸，然后用一组视图将主体设备的结构形状、技术特性、各零部件之间的相互关系表示出来；标出主要工艺尺寸、管口符号和管口表、技术要求。
本设计要求画一张“主体设备工艺条件图”。一般采用A2（420mm×594mm）或A3（293mm×420mm）图幅。绘图比例为1∶100。
1.4.3 边框线、标题栏及字符代号
1. 边框线
左侧边框线为装订线，到图纸边缘距离为25mm，对于A2、A3图纸，另外三条边框线到图纸边缘距离为10mm。
2. 标题栏
主标题栏位于A2图幅上，宽180mm、高50mm，在图纸的右下角。
3. 字符代号
图样中的汉字、字母、数字的书写要符合GB/T 14691—1993的规定，适当选取标准中的7号字体、5号字体及3.5号字体。
第2章 列管式换热器设计
2.1 概述
随着现代工业的迅速发展，以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时，也更加注重节能新途径的研发。强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境，而且能大大节约投资成本。
换热器是化工、石油、制药及能源等行业中应用相当广泛的单元设备之一。我国是世界*重要的换热、散热、冷却设备市场。据统计，在现代化学工业中所用换热器的投资大约占设备总投资的30%，在炼油厂中换热器投资约占全部工艺设备投资的40%，海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成。目前世界各国在换热器理论研究、新技术和新产品开发方面已经进入高层次的探索阶段，涉及领域很广。虽然近年来我国加大了对各种换热器的研发，但在一些高效换热器领域方面与发达国家还存在一定差距。因此，我国应借鉴国外先进换热器技术，努力赶上国际先进水平。
强化传热元件的开发必然会带来多种壳程、管程结构研究的进步。工业应用结果表明，多种强化传热元件的研究成果是一个基础，可以根据不同的操作条件、不同的使用工况组合成各类新型高效换热器（如横纹管折流杆换热器、螺旋槽管与纽带的复合强化传热等），以节省金属材料，降低成本，获得较高的经济效益。把高效传热器与新型管束支承结合起来进行试验研究已成为换热器今后发展的一个重要方向。
换热器既是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等，也是某一工艺设备的组成部分，如石化、煤炭工业中的余热回收装置等。随着科学和生产技术的发展，各种换热器层出不穷，难以对其进行具体、统一的划分。虽然如此，所有换热器仍可按照它们的一些共同特征来加以区分。
按照用途分为：预热器（或加热器）、冷却器、冷凝器、蒸发器等。
按照制造换热器的材料分为：金属的、陶瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等。
按照温度状况分为：温度工况稳定的换热器，热流大小及在指定热交换区域内的温度不随时间变化；温度工况不稳定的换热器，传热面上的热流和温度都随时间改变。
按照热流体与冷流体的流动方向分为：顺流式、逆流式、错流式、混流式。
按照传送热量的方法分为：间壁式、混合式、蓄热式三大类。其中间壁式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换，因此又称表面式换热器，这类换热器应用*广。
定价：39.0
ISBN：9787030506535
作者：贾冬梅，李长海
版次：31
出版时间：2016-11
在线试读：
第1章 绪论
1.1 化工原理课程设计的目的
化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节，是综合应用化工原理和有关先修课程所学知识，以单元操作为主的设计实践课程。通过课程设计，学生应掌握化工设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图及计算机辅助计算等能力方面做基本训练，在设计过程中还应培养树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。
通过课程设计，学生应在以下几个方面得到较好的培养和训练：
（1）查阅资料，选用公式和搜集数据的能力。通常设计任务书给出后，有许多数据需由设计者去搜集，有些物性参数要查取或估算，计算公式也由设计者自行选用，这就要求设计者运用各方面的知识，详细而全面地考虑后才能确定。
（2）正确选用设计参数，树立从技术上可行和经济上合理两方面考虑的工程观点，同时还需考虑操作维修的方便和环境保护的要求。即对于课程设计，不仅要求计算正确，还要求从工程的角度综合考虑各种因素，从总体上得到*佳结果。
（3）正确、迅速地进行工程计算。设计计算是一个反复试算的过程，计算工作量很大，因此必须同时强调正确与迅速（含必要的编程能力）。
（4）掌握化工设计的基本程序和方法，学会用简洁的文字和适当的图表表达自己的设计思想。
1.2 化工原理课程设计内容和步骤
1.2.1 设计内容
化工原理课程设计主要完成典型单元操作的工艺设计，设计内容主要有：
（1） 设计方案简介：对给定或选定的工艺流程、主要设备的型号进行简要的论述。
（2）主要设备的工艺设计计算（含计算机辅助计算）：物料衡算、能量衡量、工艺参数的选定，设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。
（3）辅助设备的选型：典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备的规格、型号的选定。
（4）设计说明书的编写：设计说明书的内容应包括设计任务书、目录、设计方案简介、工艺计算及主要设备设计、辅助设备的计算和选型、设计结果汇总和参考文献。
整个设计由论述、计算、表和图四个部分组成。论述应该条理清晰，观点明确；计算要求方法正确，误差小于设计要求，计算公式和所有数据必须注明出处；图、表应能简要表达计算的结果。
1.2.2 课程设计进度安排
1. 课程设计安排
课程设计时间2周，参考性教学安排如下：
第1天上午：指导教师讲课，向学生布置课程设计有关任务，提出有关要求，讲解与设计有关的主要内容。
第1天下午：熟悉设计内容，并查询和借阅设计所需的有关资料。
第2～6天：开展课程设计具体工作。
第7～8天：设计核算。
第9～10天：整理编写课程设计说明书。
2. 课程设计的步骤和进度
1）准备阶段
（1）设计前应预先准备好设计资料、手册、图册、计算和绘图工具、图纸及报告纸等。
（2）认真研究设计任务书，分析设计题目的原始数据和工艺条件，明确设计要求和设计内容。
（3）设计前应认真复习有关教科书，熟悉有关资料和设计步骤。
（4）结合模型，熟悉典型设备的结构，比较其优缺点。
2）设计阶段
化工原理课程设计主要是对单元操作中主要设备进行工艺设计。根据单元操作中的工艺条件（压力、温度、介质特性、物料量等）及原始数据，查取有关数据，进行物料衡算；根据设备内、外附件的工艺尺寸进行选型、设计，并对设计结果进行校核。这一阶段往往通过“边算、边选、边改”的做法来进行。
3）设计说明书
设计说明书是图纸设计的理论依据，是设计计算的整理和总结，是审核设计的技术文件之一，其内容大致包括以下几个方面。
（1）封面：包括课程设计题目、系别、班级、学生姓名、设计时间等。
（2）目录。
（3）设计任务。
（4）概述，设计方案的分析和拟定。
（5）设计条件及主要物性参数表。
（6）按设计任务顺序说明（有关参数计算、物料衡算，主要设备各部分工艺尺寸的确定和设计计算、设计结果校核）。
（7）设计结果汇总表。
（8）对本设计的评述（这部分主要介绍设计者对本设计的评价及设计者的学习体会）。
（9）参考文献。
（10）附录。
1.3 化工原理课程设计的任务要求
1.3.1 设计基本要求
（1）查阅文献资料、搜集有关数据、正确选用公式。当缺乏必要数据时，还需通过试验测定或到生产现场进行实际查定。
（2）在兼顾技术的先进性、可行性，经济的合理性的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，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，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。
（3）准确而迅速地进行主要设备的工艺设计计算。
（4）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。
1.3.2 注意事项
（1）课程设计不同于习题解答，设计计算依据和答案往往不是*一的，故正确的设计方案必须对其技术可行性和经济合理性进行分析比较，需经反复设计计算。
（2）在设计过程中，要求对每个学生进行独立分析问题、正确判断结果的能力培养。
（3）整个设计由论述、计算、表和图四部分组成，四者缺一不可。
（4）设计说明书尤其是论证部分的撰写，是对每个学生搜集材料、组织材料（文字水平）及综合能力的很好的训练和考察过程，不可轻视。
（5）撰写设计说明书就像写一本书一样，其中的图、表均需要有序号和名称，章与章之间要另页。
（6）所列的设计内容是本设计的基本要求，每个学生完全可以依个人情况在某些方面加深或提高，可以对流程的选定、塔结构的设计等进行多种方案的设计计算，还可以适当增加辅助设备的设计计算内容或多查阅参考资料以便充实设计的论证材料等。
（7）设计说明书统一采用A4纸。
（8）在绘制工艺条件图时，一定要注意各种线型的使用（粗实线、细实线等）。
1.4 设计图纸的规定和要求
1.4.1 工艺流程图
工艺流程图的正式绘制应在工艺计算完成后进行，可参照选择流程时的草图绘制，但应注意下列问题：首先安排版面，留出标题栏、设备一览表、图例等位置，再开始绘制流程图；流程图可用单线绘制，不用投影剖视，只画出设备外形，要标明物料的流向；要在流程图中注明设备标高、控制点、测量仪表、阀门等；同一工序同一类型设备并联时，可只画出一台；辅助管线不必画出，图中管线可按管内流动介质标注规定代号。
若要求画一张“带控制点工艺流程图”，应画出所有工艺设备、工艺物料管线、辅助管线、阀门、管件及工艺参数的测量点，并表示出自动控制的方案。一般采用A2（420mm×594mm）或A3（293mm×420mm）图幅。不严格要求比例，设备外形轮廓应保持它们的相对大小，设备间的高低位置应大致符合实际情况。用细实线表达设备的简略外形、内部特征和工艺管道流程线。标注设备位号及名称、管段编号、控制点代号、必要的尺寸、数据。
1.4.2 主体设备工艺条件图
工艺设计计算后确定主体设备的结构形状和工艺尺寸，然后用一组视图将主体设备的结构形状、技术特性、各零部件之间的相互关系表示出来；标出主要工艺尺寸、管口符号和管口表、技术要求。
本设计要求画一张“主体设备工艺条件图”。一般采用A2（420mm×594mm）或A3（293mm×420mm）图幅。绘图比例为1∶100。
1.4.3 边框线、标题栏及字符代号
1. 边框线
左侧边框线为装订线，到图纸边缘距离为25mm，对于A2、A3图纸，另外三条边框线到图纸边缘距离为10mm。
2. 标题栏
主标题栏位于A2图幅上，宽180mm、高50mm，在图纸的右下角。
3. 字符代号
图样中的汉字、字母、数字的书写要符合GB/T 14691—1993的规定，适当选取标准中的7号字体、5号字体及3.5号字体。
第2章 列管式换热器设计
2.1 概述
随着现代工业的迅速发展，以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时，也更加注重节能新途径的研发。强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境，而且能大大节约投资成本。
换热器是化工、石油、制药及能源等行业中应用相当广泛的单元设备之一。我国是世界*重要的换热、散热、冷却设备市场。据统计，在现代化学工业中所用换热器的投资大约占设备总投资的30%，在炼油厂中换热器投资约占全部工艺设备投资的40%，海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成。目前世界各国在换热器理论研究、新技术和新产品开发方面已经进入高层次的探索阶段，涉及领域很广。虽然近年来我国加大了对各种换热器的研发，但在一些高效换热器领域方面与发达国家还存在一定差距。因此，我国应借鉴国外先进换热器技术，努力赶上国际先进水平。
强化传热元件的开发必然会带来多种壳程、管程结构研究的进步。工业应用结果表明，多种强化传热元件的研究成果是一个基础，可以根据不同的操作条件、不同的使用工况组合成各类新型高效换热器（如横纹管折流杆换热器、螺旋槽管与纽带的复合强化传热等），以节省金属材料，降低成本，获得较高的经济效益。把高效传热器与新型管束支承结合起来进行试验研究已成为换热器今后发展的一个重要方向。
换热器既是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等，也是某一工艺设备的组成部分，如石化、煤炭工业中的余热回收装置等。随着科学和生产技术的发展，各种换热器层出不穷，难以对其进行具体、统一的划分。虽然如此，所有换热器仍可按照它们的一些共同特征来加以区分。
按照用途分为：预热器（或加热器）、冷却器、冷凝器、蒸发器等。
按照制造换热器的材料分为：金属的、陶瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等。
按照温度状况分为：温度工况稳定的换热器，热流大小及在指定热交换区域内的温度不随时间变化；温度工况不稳定的换热器，传热面上的热流和温度都随时间改变。
按照热流体与冷流体的流动方向分为：顺流式、逆流式、错流式、混流式。
按照传送热量的方法分为：间壁式、混合式、蓄热式三大类。其中间壁式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换，因此又称表面式换热器，这类换热器应用*广。