化工原理課程設(shè)計(jì)

前言

　　化工原理課程設(shè)計(jì)是化學(xué)化工及相關(guān)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)化工原理課程必修的（化工原理理論課、化工原理實(shí)驗(yàn)課以及化工原理課程設(shè)計(jì)）三大環(huán)節(jié)之一，是綜合應(yīng)用本門課程和有關(guān)先修課程所學(xué)知識(shí)，完成以某一單元操作為主的一次綜合性設(shè)計(jì)實(shí)踐。　　對(duì)于化工單元操作的設(shè)計(jì)，一方面要求綜合應(yīng)用物理、化學(xué)、化工原理和機(jī)械制圖等課程的理論知識(shí)，以決定工藝流程、確定設(shè)備結(jié)構(gòu)并計(jì)算設(shè)備尺寸，另一方面又要根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象的具體特征，憑借設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)（或借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)），了解設(shè)計(jì)的訣竅，對(duì)過(guò)程和設(shè)備參數(shù)作合理地選擇和優(yōu)化。后者往往成為設(shè)計(jì)能否成功的關(guān)鍵所在，也是設(shè)計(jì)區(qū)別于習(xí)題（或大型作業(yè)）的重要方面。因此，一本好的、有典型實(shí)例的設(shè)計(jì)教材，無(wú)疑將有助于學(xué)生掌握設(shè)計(jì)的基本方法和鍛煉學(xué)生的設(shè)計(jì)能力?！　≡诒緯木帉戇^(guò)程中，我們吸收了二十多年來(lái)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn)和工程實(shí)踐的成果，力求在內(nèi)容和體系上有新意。與傳統(tǒng)的《化工原理課程設(shè)計(jì)》教材相比，本書更注重理論對(duì)于工程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)作用，引入技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析評(píng)價(jià)的概念，強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)手段和方法，力求達(dá)到過(guò)程參數(shù)和設(shè)備參數(shù)的優(yōu)化，使學(xué)生初步建立“效益”觀念。在選材上，我們本著“加強(qiáng)基礎(chǔ)、增強(qiáng)專業(yè)適用性、培養(yǎng)創(chuàng)新能力”的主導(dǎo)思想，以精餾塔和吸收塔設(shè)計(jì)為主，附以換熱器設(shè)計(jì)，從宏觀上訓(xùn)練學(xué)生對(duì)各類精餾塔（浮閥塔、篩板塔、填料塔等）、不同物系條件下不同類精餾塔、同一物系條件下不同類精餾塔以及不同設(shè)計(jì)奈件下精餾塔尺寸的變化規(guī)律等的設(shè)計(jì)過(guò)程，從微觀上訓(xùn)練學(xué)生對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)條件下工作的同時(shí)，對(duì)不同設(shè)計(jì)條件下精餾塔尺寸變化規(guī)律的求解。在處理方法上，注重理論與實(shí)踐的密切結(jié)合，設(shè)計(jì)示例多具有工業(yè)生產(chǎn)或科研實(shí)踐的背景，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點(diǎn)和分析解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，開(kāi)發(fā)智力．增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)。所介紹的單元過(guò)程都有設(shè)計(jì)示例，并附設(shè)計(jì)任務(wù)數(shù)則，可供不同專業(yè)課程設(shè)計(jì)時(shí)選用。

內(nèi)容概要

　　《高等院校“十一五”規(guī)劃教材：化工原理課程設(shè)計(jì)》是高等院?；ぴ碚n程設(shè)計(jì)教材，內(nèi)容包括：課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)、換熱器設(shè)計(jì)、板式塔設(shè)計(jì)、填料塔設(shè)計(jì)和AspenPlus在化工設(shè)計(jì)計(jì)算中的應(yīng)用?！痘ぴ碚n程設(shè)計(jì)》強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的規(guī)范性，注重理論與實(shí)踐的密切結(jié)合，所介紹的單元過(guò)程都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)示例，設(shè)計(jì)示例多且具有工業(yè)生產(chǎn)或科研實(shí)踐的背景，并附設(shè)計(jì)任務(wù)數(shù)則，可供不同專業(yè)課程設(shè)計(jì)時(shí)選用，便于學(xué)習(xí)者較快地掌握設(shè)計(jì)的基本方法和技巧?！　　陡叩仍盒?ldquo;十一五”規(guī)劃教材：化工原理課程設(shè)計(jì)》可作為高等院?；瘜W(xué)工程、制藥工程、應(yīng)用化學(xué)、輕化工程、材料化學(xué)、生物工程、過(guò)程裝備與控制、環(huán)境工程、安全工程等相關(guān)專業(yè)的化工原理課程設(shè)計(jì)教材，亦町作為相關(guān)領(lǐng)域科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理部門相關(guān)人員的參考書。

書籍目錄

第1章 課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)1．1 課程設(shè)計(jì)的目的、要求和內(nèi)容1．1．1 課程設(shè)計(jì)的目的要求1．1．2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容1．2 化工生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)1．2．1 工藝流程圖中常見(jiàn)的圖形符號(hào)1．2．2 工藝流程設(shè)計(jì)1．2．3 工藝設(shè)計(jì)包內(nèi)容1．2．4 藝流程說(shuō)明1．2．5 藝流程圖（PFD）1．2．6 藝流程設(shè)計(jì)的基本原則1．3 設(shè)備設(shè)計(jì)1．3．1 設(shè)備工藝條件圖1．3．2 裝配圖1．4 設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)定和要求1．4．1 制圖的一般規(guī)定1．4．2 帶控制點(diǎn)工藝流程圖的繪制1．4．3 物料流程圖的繪制1．4．4 設(shè)備布置圖的繪制1．5 典型單元設(shè)備的控制流程設(shè)計(jì)1．5．1 輸送設(shè)備的控制流程設(shè)計(jì)1．5．2 傳熱設(shè)備的控制流程設(shè)計(jì)1．5．3 精餾塔的控制流程1．6 化工過(guò)程技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的基本概念1．6．1 技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)1．6．2 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)1．6．3 程項(xiàng)目投資估算1．6．4 化工產(chǎn)品的成本估算1．6．5 利潤(rùn)和利潤(rùn)率1．7 化工設(shè)備設(shè)計(jì)的最優(yōu)化1．8 計(jì)算機(jī)在化工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用1．9 物性數(shù)據(jù)第2章 換熱器設(shè)計(jì)2．1 概述2．2 列管式換熱器的設(shè)計(jì)2．2．1 設(shè)計(jì)方案的確定2．2．2 列管式換熱器的結(jié)構(gòu)2．2．3 列管式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算2．3 換熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)2．4 無(wú)相變化列管換熱器設(shè)計(jì)示例2．4．1 確定設(shè)計(jì)方案2．4．2 確定物性數(shù)據(jù)2．4．3 計(jì)算總傳熱系數(shù)2．4．4 計(jì)算傳熱面積2．4．5 工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算2．4．6 換熱器核算2．5 再沸器工藝設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)示例2．5．1 再沸器基礎(chǔ)知識(shí)2．5．2 釜式再沸器設(shè)計(jì)2．5．3 釜式再沸器設(shè)計(jì)示例2．6 冷凝器工藝設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)示例2．6．1 冷凝器基礎(chǔ)知識(shí)2．6．2 冷凝器設(shè)計(jì)示例2．7 換熱器設(shè)計(jì)任務(wù)書2．7．1 煤油冷卻器的設(shè)計(jì)任務(wù)書2．7．2 乙醇一水精餾塔頂產(chǎn)品冷凝器的設(shè)計(jì)任務(wù)書2．7．3 正戊烷冷凝器的設(shè)計(jì)任務(wù)書第3章 板式塔設(shè)計(jì)3．1 概述3．1．1 塔設(shè)備的類型3．1．2 板式塔與填料塔的比較及選型3．2 板式塔的設(shè)計(jì)3．2．1 設(shè)計(jì)方案的確定3．2．2 塔板的類型與選擇3．2．3 板式塔的塔體工藝尺寸計(jì)算3．2．4 板式塔的塔板工藝尺寸計(jì)算3．2．5 塔板的流體力學(xué)計(jì)算3．2．6 塔板的負(fù)荷性能圖3．2．7 板式塔的結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)備3．3 精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)3．3．1 精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)3．3．2 目標(biāo)函數(shù)的求解3．4 浮閥精餾塔設(shè)計(jì)示例3．4．1 化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書3．4．2 塔板的工藝設(shè)計(jì)3．4．3 塔板的流體力學(xué)計(jì)算3．4．4 塔附件設(shè)計(jì)3．4．5 塔總體高度的設(shè)計(jì)3．4．6 附屬設(shè)備設(shè)計(jì)3．5 篩板精餾塔設(shè)計(jì)示例3．5．1 化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書3．5．2 設(shè)計(jì)計(jì)算3．6 板式塔設(shè)計(jì)任務(wù)書3．6．1 苯一甲苯混合液篩板（浮閥）精餾塔設(shè)計(jì)3．6．2 乙醇一水混合液精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)書3．6．3 苯一氯苯分離過(guò)程板式精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)書3．6．4 乙烯一乙烷、丙烯一丙烷板式精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)書3．6．5 甲醇一水溶液連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)書3．6．6 常壓分離環(huán)己醇一苯酚連續(xù)操作篩板精餾塔的工藝設(shè)計(jì)任務(wù)書第4章 填料塔設(shè)計(jì)4．1 填料塔設(shè)計(jì)4．1．1 設(shè)計(jì)方案的確定4．1．2 填料的類型與選擇4．1．3 填料塔工藝尺寸的計(jì)算4．1．4 填料層壓降的計(jì)算4．1．5 填料塔內(nèi)件的類型與設(shè)計(jì)4．2 填料吸收塔設(shè)計(jì)示例4．2．1 填料吸收塔示例14．2．2 填料吸收塔示例2——碳酸丙烯酯脫碳填料塔的工藝設(shè)計(jì)4．3 填料精餾塔設(shè)計(jì)示例4．3．1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書4．3．2 前言4．3．3 流程確定和說(shuō)明4．3．4 精餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算4．3．5 附屬設(shè)備及主要附件的選型計(jì)算4．3．6 精餾塔主要設(shè)計(jì)參數(shù)匯總表4．4 填料塔設(shè)計(jì)任務(wù)書4．4．1 甲醇一水分離過(guò)程填料精餾塔設(shè)計(jì)4．4．2 水吸收氨過(guò)程填料吸收塔設(shè)計(jì)4．4．3 水吸收丙酮過(guò)程填料吸收塔設(shè)計(jì)4．4．4 丙酮一水填料精餾塔設(shè)計(jì)第5章 AspenPlus在化工設(shè)計(jì)計(jì)算中的應(yīng)用5．1 AspenPlus簡(jiǎn)介5．1．1 AspenPlus的主要功能和特點(diǎn)5．1．2 AspenPlus的物性數(shù)據(jù)庫(kù)5．1．3 AspenPlus的熱力學(xué)模型5．1．4 AspenPlus的物性分析工具5．1．5 AspenPlus的單元模型庫(kù)5．2 AspenPlus基本操作5．2．1 AspenPlus的啟動(dòng)5．2．2 AspenPlus的流程設(shè)置5．2．3 物流數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)的輸入5．2．4 結(jié)果的輸出5．2．5 靈敏度分析和設(shè)計(jì)規(guī)定5．2．6 物性分析和物性估算5．2．7 物性數(shù)據(jù)回歸5．3 AspenPlus換熱器計(jì)算中的單元模塊5．3．1 Heater模型5．3．2 HeatX換熱器模型5．4 Aspen：Plus塔設(shè)備計(jì)算中的單元模塊5．4．1 DSTWU模塊5．4．2 RadFrac模塊5．5 AspenPlus應(yīng)用實(shí)例5．5．1 二元混合物連續(xù)精餾的計(jì)算5．5．2 三元混合物連續(xù)精餾的計(jì)算5．5．3 乙醇一水一苯恒沸精餾的計(jì)算5．6 AspenPlus設(shè)計(jì)任務(wù)書5．6．1 用AspenPlus進(jìn)行精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)書5．6．2 用AspenPlus進(jìn)行填料吸收塔設(shè)計(jì)任務(wù)書附錄1 精餾塔的設(shè)計(jì)任務(wù)書附錄2 化工原理課程設(shè)計(jì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)附錄3 帶控制點(diǎn)工藝流程圖附錄4 列管換熱器裝配圖附錄5 填料吸收塔裝配圖附錄6 浮閥精餾塔裝配圖附錄7 填料精餾塔裝配圖參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)　　設(shè)計(jì)是工程建設(shè)的靈魂，對(duì)工程建設(shè)起著主導(dǎo)和決定性的作用，決定著工業(yè)現(xiàn)代化的水平。工程設(shè)計(jì)是科研成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的橋梁和紐帶，工業(yè)科研成果只有通過(guò)設(shè)計(jì)，才能轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的工業(yè)化生產(chǎn)力?；ぴO(shè)計(jì)是一項(xiàng)政策性很強(qiáng)的工作，它涉及政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)保、法規(guī)等諸多方面，而且還會(huì)涉及多專業(yè)及多學(xué)科的交叉、綜合和相互協(xié)調(diào)，是集體性的勞動(dòng)。先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想、科學(xué)的設(shè)計(jì)方法和優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品是工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)堅(jiān)持的設(shè)計(jì)方向和追求的目標(biāo)。在化工設(shè)計(jì)中，化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì)是整個(gè)化工過(guò)程和裝置設(shè)計(jì)的核心和基礎(chǔ)，并貫穿于設(shè)計(jì)過(guò)程的始終，作為化工類的本科生及研究生，熟練掌握化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì)方法是十分重要的?！　?．1 課程設(shè)計(jì)的目的、要求和內(nèi)容　　1．1．1 課程設(shè)計(jì)的目的要求　　課程設(shè)計(jì)是本課程教學(xué)中綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，是使學(xué)生體察工程實(shí)際問(wèn)題復(fù)雜性、學(xué)習(xí)化工設(shè)計(jì)基本知識(shí)的初次嘗試。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生能綜合運(yùn)用本課程和前修課程的基本知識(shí)，進(jìn)行融會(huì)貫通的獨(dú)立思考，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成指定的化工設(shè)計(jì)任務(wù)，從而得到化工工程設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生了解工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握化工設(shè)計(jì)的程序和方法，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。同時(shí)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)，還可以使學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、高度責(zé)任感的工作作風(fēng)。在當(dāng)前大多數(shù)學(xué)生結(jié)業(yè)工作以論文為主的情況下，通過(guò)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)就更為重要了。　　課程設(shè)計(jì)不同于平時(shí)的作業(yè)，在設(shè)計(jì)中需要學(xué)生自己做出決策，即自己確定方案、選擇流程、查取資料、進(jìn)行過(guò)程和設(shè)備計(jì)算，并要對(duì)自己的選擇做出論證和核算，經(jīng)過(guò)反復(fù)的分析比較，擇優(yōu)選定最理想的方案和合理的設(shè)計(jì)。所以，課程設(shè)計(jì)是增強(qiáng)工程觀念、培養(yǎng)提高學(xué)生獨(dú)立工作能力的有益實(shí)踐?！　⊥ㄟ^(guò)課程設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)在下列幾個(gè)方面得到較好的培養(yǎng)和訓(xùn)練?！　、俨殚嗁Y料、選用公式和收集數(shù)據(jù)的能力。通常設(shè)計(jì)任務(wù)書給出后，有許多數(shù)據(jù)需要設(shè)計(jì)者去收集，有些物性參數(shù)要查取或估算，計(jì)算公式也要由設(shè)計(jì)者自行選用。這就要求設(shè)計(jì)者運(yùn)用各方面的知識(shí)，詳細(xì)而全面地考慮后方能確定。當(dāng)缺乏必要數(shù)據(jù)時(shí)，尚需要自己通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定或到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際查定。　  ……

編輯推薦

　　其他版本請(qǐng)見(jiàn)：《化工原理課程設(shè)計(jì)（第2版）》

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