2022年《化工原理课程设计》指.docx

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1、精品学习资源化工原理课程设计指导书一、 课程设计的目的与性质化工原理课程设计是化工原理课程的一个实践性、归纳总结性和综合性的教案环节，是同学进一步学习、把握化工原理课程的重要组成部分，也是培育同学综和运用课堂所学学问分析、解决实际问题所必不行少的教案过程；现代工业要求相关工程技术人员不仅应是一名工艺师，仍应当具备按工艺要求进行生产设备和生产线的选型配套及工程设计才能；化工原理课程设计对同学进行初步的工程设计才能的培育和训练，为后续专业课程的学习及进一步培育同学的工程意识、实践意识和创新意识打下基础；二、课程设计的基本要求(1) 在设计过程中进一步把握和正确运用所学基本理论和基本学问，明白工程设

2、计的基本内容，把握设计的程序和方法，培育发觉问题、分析问题和解决问题的独立工作才能；(2) 在设计中要表达兼顾技术上的先进性、可行性和经济上的合理性，留意劳动条件和环境爱护，树立正确的设计思想，培育严谨、求实和科学的工作作风；(3) 正确查阅文献资料和选用运算公式，精确而快速地进行过程运算及主要设备的工艺设计运算；4用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想和运算结果；三、设计题目题目 ：在生产过程中需将3000kg/h 的某种油（在 90时，密度为 825kg/m 3；定压比容为 2.22kJ/kg ；导热系数为0.140W/m；粘度为 0.000715Pas；污垢热阻为 0.000172m2 /

3、W ）从 140冷却至 40，压力为 0.3MPa ，冷却介质采纳循环水，循环冷却水的压力为0.4MPa ，循环水的入口温度为35，出口温度为 45；设计一列管式换热器满意上述生产需要；题目 ：在生产过程中需将5000kg/h 的某种油（在 90时，密度为 825kg/m 3；定压比容为 2.22kJ/kg ；导热系数为0.140W/m；粘度为 0.000715Pas；污垢热阻为 0.000172m2 /W ）从 140冷却至 40，压力为 0.3MPa ，冷却介质采纳循环水，循环冷却水的压力为0.4MPa ，循环水的入口温度为35，出口温度为 45；设计一列管式换热器满意上述生产需要；题目

4、：在生产过程中需将7000kg/h 的某种油（在 90时，密度为 825kg/m 3；定压比容为 2.22kJ/kg ；导热系数为0.140W/m；粘度为 0.000715Pas；污垢热阻为 0.000172m2 /W ）从 140冷却至 40，压力为 0.3MPa ，冷却介质采纳循环水，循环冷却水的压力为0.4MPa ，循环水的入口温度为35，出口温度为 45；设计一列管式换热器满意上述生产需要；欢迎下载精品学习资源四、课程设计的任务（内容）要求与进度1. 搜集资料、阅读教材，拟定设计技术方案0.3周2. 换热器工艺设计及运算（物料衡算、能量衡算、工艺参数选定及其运算）0.7 周1) 试算与

5、初选换热器规格2) 校核总传热系数 K3) 校核管、壳程压降3. 换热器结构设计（设备的主要结构设计及其尺寸的确定等）0.5 周1) 管板设计2) 壳体直径及壳体壁厚的确定3) 管板与壳体的连接4) 管子与管板的连接5) 管箱设计 6）管程分程与折流板设计7）接管设计 8）支坐设计9）附件设计（密封圈、排气管、排液管等）4. 绘制设备装配图（包括设备的各类尺寸、技术特性表等，用1 号图纸绘制）0.5 周5. 编写设计说明书（包括封面、目录、设计任务书、概述或引言、设计技术方案的说明和论证、设计运算与说明、 对设计中有关问题的分析争论、设计结果汇总、 参考文献目录、 归纳总结及感想等； ）0.5

6、周五、课程设计方法与步骤1、通过阅读教材、查阅文献资料和本指导书所列示例，明白题目相关的工艺与设备的学问，熟识工艺设计、运算和设备结构设计的方法、步骤；2、依据设计任务书给定的生产任务和操作条件，进行工艺设计及运算；3、依据工艺设计及运算的结果，进行设备结构设计；4、以工艺设计及运算为基础，结合设备结构设计的结果，绘制设备装配图；5、编写设计说明书对整个设计工作的进行书面归纳总结，设计说明书应当用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想、运算过程和设计结果；六、成果评定规范学习态度 20 分，技术水平与实际才能30 分，论文 运算书、图纸 撰写质量 50 分，详见以下课程设计成果评定表；评定时可从设

7、计过程情形，提交的设计资料，答辩情形等进行综合评定；课程设计成果评定表工程分值优秀100 x 90良好90x 80中等80x 70及格70x 60不及格 x60评分欢迎下载精品学习资源学习态度仔细，学习态度好，工学习态度尚好，学习态度尚可，能学习态度马虎，工作作风严谨，作作风仔细，遵遵守教案纪律较遵守教案纪律，能纪律涣散，工作严格遵守教案纪守教案纪律，能好，能按设计作按期完成任务，完作风不严谨，不律，保证设计按进度要求进行，按期圆满完成设计任务；息时间作业，能较好地按期完成成的质量一般；能按设计作息时间作业，不能按能圆满完成设计各项工作；期完成任务或完任务；成质量差技术路线正确，技术路线正确，

8、技术路线正确，技术 路 线基本 正技 术 路 线 不 正技术论证合理充分，论证较合理、较论证较合理、较确，论证较合理、确，论证不合理、水平能把文献报道的充分，能把文献充分，能把文献较充分， 引用数据不充分，引用数与实际能30新技术应用于设计中，引用数据报道的新技术应用于设计中，引报道的新技术应用于设计中，引较精确， 运算基本正确；据不精确，运算不正确；力精确，运算正确；用数据精确，计用数据较精确，算正确；运算基本正确；设计说明书写作设计说明书写作设计说明书写作设计 说 明书写 作设计说明书写作论文结构严谨、合理，结构合理，规律结构较合理，层结构基本合理， 逻内容空泛，结构运算规律性强，层次性较

9、强，层次分次较分明，文理辑基本清晰， 文字纷乱，文字表达书、图清晰，语言精确，明，语言精确，较通顺，书写较尚通顺， 书写较工不清，错别字较纸撰50文字流畅，书写文字流畅，书写工整或运算机打整， 图 纸基本 规多，达不到规范写质工整或用运算机工整或用运算机印成文；图纸较范；化要求；图纸不量打印成文；图纸打印成文；图纸规范；规范；规范；规范；学习态度20七、 成果评定方法1、同学提交作业时进行验收和单独答辩，时间为5 10 分钟；2、依据作业质量、作业期间指导答疑和提交作业时答辩的情形，初步评定课程设计成果等级；3、课程设计成果按设计说明书和设计图纸的内容完整性、设计运算的正确性和合理性及完成质量

10、； 作业进度和工作态度、把握本课程相关学问的程度、分析和解决问题的才能及完成设计的才能进行综合评分；八、参考文献1. 食品工程原理中国轻工业出版社2. 化工原理上册天津高校出版社3. 食品机械学下册四川训练出版社4. 换热器设计上海科技出版社5. 压力容器手册劳动人事出版社6. 钢制石油化工压力容器手册化学工业出版社7. 化工管路手册化学工业出版社8. 化工设备设计全书化工容器化学工业出版社9. 换热器设计手册化学工业出版社九、参考文献摘录与设计运算示例欢迎下载精品学习资源列管式换热器的工艺设计与运算例例题：用原油将某回流液从194冷却到 101.8 ，回流液走管程， 流量为 76.8m3/h

11、，原油最初温度为 53.7，经换热后升温至 122.1，要求管、壳程压降不大于0.152Mpa ，试设计挑选合适的列管式换热器；解：此题为两流体无相变的传热；1. 试算与初选换热器规格（ 1） 确定流体的定性温度和物性原油粘度很大，其定性温度可按以下体会式运算，即：tm=0.4t h+0.6tc式中： th流体进、出口温度中较高的温度，；tc流体进、出口温度中较低的温度，故：原油 tm=0.4 122.1+0.6 53.7=81 ；回流液 Tm=（ th+tc） /2=（ 194+101.8 ） /2=147.9 依据两流体的定性温度，查得各流体的物性参数列表如下：流体定性温度 密度 ,kg/

12、m3粘度 cp比热 cp,kJ/kg 导热系数 ,W/m 原油817986.272.20.131回流液147.97010.5092.890.151（ 2） 运算热负荷 Q，按回流液运算：欢迎下载精品学习资源Q Whc phT1T2 76.87012.89103194101.83.985106W欢迎下载精品学习资源3600由热量衡算式，可求原油的流量为：欢迎下载精品学习资源WQ3.985106c326.5kg / s欢迎下载精品学习资源c pc t 2t1 2.210122.153.7欢迎下载精品学习资源（ 3） 运算两流体的平均温度差tm（暂按单壳程、多管程运算）欢迎下载精品学习资源t194m

13、122.1101.8ln 194122.153.759.2C欢迎下载精品学习资源101.853.7欢迎下载精品学习资源R T1T2t2t1Pt2t1T1t1194122.1122.1 194101.853.753.753.71.350.49欢迎下载精品学习资源由 R 和 P 查单壳程、多管程的Pt 图得： t=0.6550 ，温差应力较大， 需考虑热补偿问题，故挑选两台单壳程浮头式换欢迎下载精品学习资源热器串联操作；由管壳式换热器系列规范，依据初步运算的传热面积S，选取换热器规格尺寸为：壳径 D公称压强 Pg管子排列管子中心距 t公称面积 S0管程数 Np管数 n折流板间距 h 600 mm1

14、6 atm正三角形25 mm130 m24368300 mm管长 L管径 d0壳程流通面积 A 0=hD 1 d0/t管程流通面积A i6 m 19 20.0414 m20.0162 m 2两台换热器的实际传热面积为；S0 =2 d0L 2bn=2 3.140.019 60.1 368=259 m 2式中： b管板厚度，取 b=50 mm=0.05 m采纳此传热面积的换热器所需的总传热系数为：欢迎下载精品学习资源KQ3.9850106282W / m2 0C欢迎下载精品学习资源S0tm25954.5欢迎下载精品学习资源2. 校核总传热系数 K1 管程传热系数 i 的运算欢迎下载精品学习资源Re

15、 i而did i u iud 02192215mm0 .015m欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源uVi76.8iAi0.01621.32m / s欢迎下载精品学习资源故Re0.0151.327012.73104 （湍流）欢迎下载精品学习资源i0.50910 3欢迎下载精品学习资源PriC p u2.8910 30.50910 39.74欢迎下载精品学习资源0.151欢迎下载精品学习资源ai0.023diRe0 .80.3Pr0.023 0.1510.0152.7310 40.89.740.31622W /m2 . C欢迎下载精品学习资源 壳程传热膜系数 0欢迎下载精品学习资源Re 0d

16、 0u 0欢迎下载精品学习资源V0而u0A078926.50.04140.803m / s欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源故Re0.0190.8037981940（滞流）欢迎下载精品学习资源06.2710 3欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源Pr 0C pu2.21036.2710 3105欢迎下载精品学习资源0.131欢迎下载精品学习资源而a00.23d 00.6RePr1 / 3欢迎下载精品学习资源说明：以上的准数方程，可参见化工原理上册（天津高校编）；由于流体被加热，取=1.05欢迎下载精品学习资源就 a00.230.1310.01919400.61051/ 31.0573

17、6W / m 2 0C欢迎下载精品学习资源（ 3）确定污垢热阻 Rs从有关手册查得：Rsi=0.0002 m /W； Rso=0.0004 m /W（ 4）运算并校核总传热系数欢迎下载精品学习资源K 计1Rso1bdododoRsi欢迎下载精品学习资源om dmdii di1352W / m2 0C欢迎下载精品学习资源10.00040.0020.0190.00020.0190.019欢迎下载精品学习资源736450.0170.01516220.015欢迎下载精品学习资源式中： m管壁导热系数，取m =45 W/m K 计K 0，说明所选设备能满意传热要求，设备的安全系数为：欢迎下载精品学习资源

18、K 计K 0100%352282100%25%欢迎下载精品学习资源K 02823. 校核管、壳程压降（ 1） 管程压降的运算 Pi= P1+ P2FtN pN sFt结垢校正系数； Np管程数； Ns壳程数设：管壁粗糙度 =0.1mm ， /di=0.1/15=0.007 ，由图查得： =0.036欢迎下载精品学习资源就P1Lu2di20.03660.0157011.32228800N / m2欢迎下载精品学习资源u 2P23237011.32 221830N / m2欢迎下载精品学习资源此例中 Ft=1.5， N p=4， N s=2故： Pi=8800+1830 1.5 4 2=1.28

19、105 N/m 2=0.128 MPa（ 2） 壳程压降的运算 Po=P1 + P2 FsNs此例中 Fs=1.15欢迎下载精品学习资源P1Ff0n0 N B21u0 2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源f 05 Re00.228519400.2281欢迎下载精品学习资源F=0.5； n0=1.1n0.5=1.1 3680.5=21； NB =L/h 1=6/0.3 1=19欢迎下载精品学习资源就P10.5121207980.82253620N / m 2欢迎下载精品学习资源又P2N B 3.52hu02193.520.37980.8212000N / m2欢迎下载精品学习资源D20.62故 Po=53620+12000 1.15 2=1.5 105N/m 2=0.15MPa由运算结果可知，管、壳程压降满意设计要求；欢迎下载