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第1章 化工原理课程设计基础1

1.1 化工设计与化工原理课程设计概述1

1.1.1 化工设计的分类与化工设计的内容1

1.1.2 化工工艺设计的主要内容1

1.1.3 化工原理课程设计的基本要求及基本内容2

1.2 化工生产工艺流程设计3

1.2.1 工艺流程图中常见的图形符号3

1.2.2 工艺流程设计8

1.3 主体设备设计工艺条件图13

1.4 混合物物性数据的估算15

1.4.1 混合物的平均摩尔质量15

1.4.2 混合物的密度15

1.4.3 混合物的黏度15

1.4.4 混合物的热导率16

1.4.5 混合物的比热容17

1.4.6 混合物的汽化潜热17

1.4.7 混合液的表面张力17

第2章 搅拌装置的工艺设计20

2.1 概述20

2.1.1 机械搅拌设备的基本结构20

2.1.2 搅拌器的类型与选择20

2.1.3 搅拌器安装形式与流型23

2.2 搅拌装置工艺设计25

2.2.1 搅拌功率工艺设计计算25

2.2.2 搅拌器工程放大29

2.2.3 搅拌器中的传热30

2.2.4 搅拌器主要附件33

2.3 搅拌装置工艺设计示例36

2.4 搅拌装置设计任务五则39

2.4.1 均相液体机械搅拌夹套冷却反应器的设计39

2.4.2 均相液体机械搅拌夹套蛇管冷却反应器的工艺设计40

2.4.3 互溶性液体混合间歇搅拌装置的设计40

2.4.4 固体在液相中悬浮搅拌装置的设计41

2.4.5 液－液萃取搅拌装置的设计41

第3章 换热装置的工艺设计42

3.1 概述42

3.2 管壳式换热器的工艺设计44

3.2.1 确定设计方案45

3.2.2 管壳式换热器的结构49

3.2.3 管壳式换热器的工艺设计计算56

3.2.4 管壳式换热器工艺设计示例63

3.3 板式换热器的工艺设计72

3.3.1 板式换热器的基本结构73

3.3.2 板式换热器设计的一般性原则78

3.3.3 板式换热器的工艺设计计算79

3.3.4 板式换热器工艺设计示例81

3.4 再沸器的工艺设计83

3.4.1 再沸器的类型83

3.4.2 再沸器型式的选择85

3.4.3 立式热虹吸再沸器的工艺设计85

3.4.4 立式热虹吸再沸器工艺设计示例93

3.5 换热器设计任务五则97

3.5.1 列管式煤油冷却器的工艺设计97

3.5.2 乙醇－水精馏塔顶产品冷凝器的工艺设计98

3.5.3 正戊烷冷凝器的设计任务书99

3.5.4 锯齿形板式热水冷却器的选型设计101

3.5.5 立式热虹吸再沸器的工艺设计101

第4章 蒸发装置的工艺设计102

4.1 概述102

4.1.1 蒸发装置的结构特点102

4.1.2 蒸发装置的选型原则106

4.1.3 蒸发操作压力的选择107

4.1.4 多效蒸发的效数与流程107

4.2 多效蒸发过程的工艺计算108

4.2.1 各效蒸发量和完成液组成的估算109

4.2.2 各效溶液沸点及有效总温度差的估算109

4.2.3 加热蒸汽消耗量及各效蒸发水量的初步估算111

4.2.4 传热系数K的确定111

4.2.5 蒸发器传热面积和有效温差在各效中的分配112

4.3 蒸发器主要工艺结构尺寸的设计计算113

4.3.1 加热管的选择和管数的初步估计113

4.3.2 循环管的选择114

4.3.3 加热室直径及加热管数目的确定114

4.3.4 分离室直径和高度的确定114

4.3.5 接管尺寸的确定115

4.4 蒸发装置的辅助设备115

4.4.1 气液分离器116

4.4.2 蒸汽冷凝器117

4.5 蒸发装置工艺设计示例120

4.6 蒸发装置设计任务两则127

4.6.1 NaOH水溶液蒸发装置的设计127

4.6.2 KNO3水溶液蒸发装置的设计128

第5章 塔设备的工艺设计129

5.1 概述129

5.2 板式塔的工艺设计131

5.2.1 设计方案的确定132

5.2.2 塔板型式的选择133

5.2.3 塔内件工艺结构尺寸的设计计算136

5.2.4 塔板上的流体力学计算和校核150

5.2.5 气液负荷性能图156

5.2.6 塔体工艺结构尺寸的设计计算157

5.2.7 塔附件的工艺设计161

5.2.8 辅助设备的工艺设计168

5.2.9 筛板塔精馏工艺设计示例169

5.2.10 浮阀塔精馏工艺设计示例181

5.3 填料塔的工艺设计192

5.3.1 设计方案的确定192

5.3.2 填料型式的选择192

5.3.3 填料塔的塔内件197

5.3.4 填料塔的塔附件207

5.3.5 填料塔塔体工艺结构计算208

5.3.6 填料塔流体力学性能的校核213

5.3.7 填料吸收塔工艺设计示例216

5.4 塔设备工艺设计任务十则235

5.4.1 板式塔设计任务六则235

5.4.2 填料塔设计任务四则238

第6章 液－液萃取装置的工艺设计241

6.1 概述241

6.1.1 萃取剂的选择241

6.1.2 萃取操作参数的选择242

6.1.3 萃取流程的选择243

6.1.4 萃取设备的选择244

6.2 转盘萃取塔的工艺设计245

6.2.1 转盘萃取塔的基本结构245

6.2.2 转盘塔内的流体流动246

6.2.3 转盘塔的主要结构参数247

6.2.4 转盘塔的流体力学特征与塔径的计算247

6.2.5 传质和塔高的计算250

6.2.6 转盘塔的工艺设计步骤259

6.3 转盘塔的结构设计260

6.3.1 塔体260

6.3.2 内件260

6.3.3 附件264

6.3.4 传动装置264

6.4 转盘塔工艺设计示例265

6.5 转盘萃取塔设计任务一则270

第7章 干燥装置的工艺设计271

7.1 概述271

7.2 喷雾干燥器的工艺设计274

7.2.1 喷雾干燥的原理和特点274

7.2.2 喷雾干燥方案的确定275

7.2.3 喷雾干燥过程的工艺计算282

7.2.4 喷雾干燥塔工艺结构尺寸的设计计算284

7.2.5 附属设备的设计和选型294

7.2.6 喷雾干燥塔的设计计算示例300

7.3 流化床干燥器的设计308

7.3.1 流态化干燥的特征308

7.3.2 流化床干燥器的类型309

7.3.3 多层流化床干燥过程的数学描述313

7.3.4 流化床干燥器的设计计算318

7.3.5 多层流化床干燥器的设计示例323

7.4 干燥装置设计任务两则332

7.4.1 喷雾干燥装置工艺设计332

7.4.2 流化干燥装置的工艺设计332

附录334

附录1 课程设计任务书样本334

附录2 图纸幅面与标题栏简化格式336

附录3 典型设备图面技术要求337

附录4 典型设备装配图341

附录5 泵与风机的性能参数（摘录）346

附录6 换热器系列标准（摘录）350

附录7 输送流体用无缝钢管规格353

附录8 管法兰354

附录9 椭圆形封头360

附录10 化工原理课程设计评分规则365

参考文献367