河北科技大学化学与制药工程学院 化工原理课程设计 教学大纲 执笔:郑学明 审定:于奕峰 批准:刘方方 化工基础教学部制定 二000年十月 化工原理课程设计 教学大纲 总学时:集中安排一周 、课程设计的性质和任务 课程设计是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识,完成以单元操 作为主的一次设计实践。通过课程设计使学生掌握化工设计的基本程序和方 法,并在査阅技术资料,选用公式和数据,用简洁文字、图表表达设计结果 及制图等能力方面得到一次基本训练。在设计过程中还应培养学生树立正确 的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风 课程设计的内容和要求 设计方案简介 对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述 2主要设备的工艺设计计算 物料衡算。工艺参数的选定。设备结构的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,设备型号。规格的选定。 4.工艺流程图 以单线图的形式绘制,标出主体设备与辅助设备的物流方向、物流量 能流量、主要测量点。 5主要设备的工艺条件图 图面应包括设备的主要工艺尺寸,技术特性表和接管表。 6.设计说明书内容 设计任务书; 目录 设计方案简介; 工艺计算及主要设备设计
河北科技大学化学与制药工程学院 化 工 原 理 课 程 设 计 教 学 大 纲 执笔：郑学明 审定：于奕峰 批准：刘方方 化工基础教学部制定 二０００年十月 化 工 原 理 课 程 设 计 教 学 大 纲 总学时：集中安排一周 一、课程设计的性质和任务 课程设计是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以单元操 作为主的一次设计实践。通过课程设计使学生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、图表表达设计结果 及制图等能力方面得到一 次 基本 训 练。 在 设计 过 程 中还 应 培养 学 生树 立 正确 的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。 二、课程设计的内容和要求 ⒈设计方案简介 对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。 ⒉主要设备的工艺设计计算 物料衡算。工艺参数的选定。设备结构的设计和工艺尺寸的设计计算。 ⒊辅助设备的选型 典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备型号。规格的选定。 ⒋工艺流程图 以单线图的形式绘制，标出主体设备与辅助设备的物流方向、物流量、 能流量、主要测量点。 ⒌主要设备的工艺条件图 图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表 和 接 管表 。 ⒍设计说明书内容 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 设计评述 参考资料。 三、课程设计的题目类型及选题要求 1.精馏塔设计 针对不同物系,双组分或多组分,常压或减压以及筛板、浮阀等不同板 型和工艺条件立题。 蒸发器设计 针对不同物系的多效蒸发装置立题。 3.千燥器设计 针对不同物料、不同型式的干燥器立题。 四、课程设计的基本环节 1.设计动员,发题 阅读设计指导书,查阅资料、拟定设计程序和进度计划 3.现场调查。设计指导教师负责帮助学生拟定调査提纲。按排0 天进行现场调查。 4设计计算、绘图、编写设计说明书 5设计考核,评定成绩。考核的内容包括:说明书和图纸的质量:完成 题目的难度;独立完成设计情况:答辩情况。采取审定与答辩相结合的方式 成绩评定按百分制记分 附:执行大纲的若干说明 1.关于题目要求 题目类型以精馏、吸收、干燥为主,因为这些类型题目能较好满足综合 应用本门课程所学知识的要求,其它类型题目根据需要逐步增加 在选题时要求在给定的物系〔料〕。操作条件、型式等方面尽量做到多样 化,以利学生独立完成。使题目具有不同的难度,以便适应不同程度的学生 在设计内容上各题目应规定必须完成的基本部分和酌情进行的加深部 分,即学生在完成基本部分后,可以在流程、主要设备型式、设计方法的评 选,利用电算工具进行方案比较或制图等某一方面予以扩充加深。 关于电算工具的使用 在课程设计中使用电算工具应是提高课程设计质量的重要方面 应当尽量创造条件使学生进行计算机辅助设计,可以先在部分学生中试
辅助设备的计算和选型； 设计结果汇总； 设计评述； 参考资料。 三、课程设计的题目类型及选题要求 ⒈精馏塔设计 针对不同物系，双组分或多组分，常压或减压以及筛板、浮阀等不同板 型和工艺条件立题。 ⒉蒸发器设计 针对不同物系的多效蒸发装置立题。 ⒊干燥器设计 针对不同物料、不同型式的干燥器立题。 四、课程设计的基本环节 ⒈设计动员，发题。 ⒉阅读设计指导书，查阅资料、拟定设计程序和进度计划。 ⒊现 场 调查 。 设计 指 导教 师 负责 帮 助学 生 拟定 调 查提 纲。 按 排 0 .５ — １ 天进行现场调查。 ⒋设计计算、绘图、编写设计说明书。 ⒌设计考核，评定成绩。考核的内容包括：说明书和图纸的质量；完成 题目 的 难度 ；独 立 完成 设 计情 况 ；答辩 情 况 。采取 审 定与 答 辩相 结 合的 方 式， 成绩评定按百分制记分。 附：执行大纲的若干说明 ⒈关于题目要求 题目类型以精馏、吸收、干燥为主，因为这些类型题目能较好满足综合 应用本门课程所学知识的要求，其它类型题目根据需要逐步增加。 在选 题 时要 求 在给 定 的物 系〔 料〕。操 作条 件 、型 式等 方 面尽 量 做到 多 样 化 ，以 利 学 生独 立 完成 。使 题目 具 有不 同 的难 度 ，以 便适 应 不同 程 度的 学 生。 在设计内容上各题目应规定必须完成的基本部分和酌情进行的加深部 分，即学生在完成基本部分后，可以在流程、主要设备型式、设计方法的评 选，利用电算工具进行方案比较或制图等某一方面予以扩充加深。 ⒉关于电算工具的使用 在课程设计中使用电算工具应是提高课程设计质量的重要方面。 应当尽量创造条件使学生进行计算机辅助设计，可以先在部分学生中试
行,逐步扩大。 3关于设计资料 每个类型题目编写一份设计指导书,指导书的内容包括课程设计的目的 设计的内容和要求〔包括说明书和图纸的具体要求〕 整个设计进行 的步骤一一设计注意事项一一设计中若干问题的说明一一设计参考资料目 录 4.关于课程设计的指导方法 在整个课程设计进行过程中,如何对学生施行指导才有利于学生两个能 力的培养,尚有待实践和总结,这也是提高课程设计质量的重要环节,务必 给予重视 化工原理课程设计任务书 设计题目:乙醇精馏塔 、设计任务及条件 1、进料含乙醇38.2%,其余为水(均为质量分率,下同) 2、产品乙醇含量不低于93.1 3、釜残液中乙醇含量不高于0.01%: 4、生产能力5000T/Y乙醇产品,年开工7200小时 5、操作条件: ①间接蒸汽加热:②塔顶压强:1.03atm(绝对压强) ③进料热状况:泡点进料:④回流比:R=5 ⑤单板压降:75mm液柱 三、设计内容 a)流程的确定与说明:b)塔板和塔径计算:c)塔盘结构设计ⅰ.浮阀塔盘工艺尺寸及 布置简图:ii.流体力学验算:iii.塔板负荷性能图。 d)其它i.加热蒸汽消耗量:ii.冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量 e)流程图 化工原理课程设计教学大纲 周数:23周 适用专业:化工、药物制剂、化学制药、高分子材料与科学工程 生物工程、过程装备与控制专业 制定人:化工原理教研室 制定时间:2002.9 课程设计的目的和任务 课程设计是“化工原理”课程的一个总结性教学环节,是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基 本知识去解决某一设计任务的一次训练,在整个教学计划中它也起着培养学生独立工作能力的重要作用 通过课程设计就以下几个方面要求学生加强锻炼 1.查阅资料选用公式和搜集数据的能力 2.树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意到操作时的劳动条件和环境保护
行，逐步扩大。 ⒊关于设计资料 每个类型题目编写一份设计指导书，指导书的内容包括课程设计的目的 ——设计的内容和 要 求〔 包 括说 明 书和 图 纸的 具 体 要求 〕 —— 整 个设 计 进行 的步骤——设计注 意 事项 — —设 计 中若 干 问题 的 说 明— — 设计 参 考资 料 目 录。 ⒋关于课程设计的指导方法 在整个课程设计进行过程中，如何对学生施行指导才有利于学生两个能 力的培养，尚有待实践和总结，这也是提高课程设计质量的重要环节，务必 给予重视。 化工原理课程设计任务书 一、设计题目：乙醇精馏塔 二、设计任务及条件 1、 进料含乙醇 38.2%，其余为水（均为质量分率，下同） 2、 产品乙醇含量不低于 93.1%； 3、 釜残液中乙醇含量不高于 0.01%； 4、 生产能力 5000T/Y 乙醇产品，年开工 7200 小时 5、 操作条件： ①间接蒸汽加热；②塔顶压强：1. 03 atm（绝对压强） ③进料热状况：泡点进料； ④回流比：R=5 ⑤单板压降：75mm 液柱 三、设计内容 a) 流程的确定与说明； b) 塔板和塔径计算； c) 塔盘结构设计 i. 浮阀塔盘工艺尺寸及 布置简图； ii. 流体力学验算； iii. 塔板负荷性能图。 d) 其它 i. 加热蒸汽消耗量； ii. 冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量 e) 流程图 化工原理课程设计教学大纲 周数：2~3 周 适用专业：化工、药物制剂、化学制药、高分子材料与科学工程、 生物工程、过程装备与控制专业 制定人： 化工原理教研室 制定时间：2002.9 一、课程设计的目的和任务 课程设计是“化工原理”课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基 本知识去解决某一设计任务的一次训练，在整个教学计划中它也起着培养学生独立工作能力的重要作用， 通过课程设计就以下几个方面要求学生加强锻炼： 1. 查阅资料选用公式和搜集数据的能力； 2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护
的正确设计思想,在这种设计思想指导下去分析和解决实际问题的能力 3.迅速准确地进行工程计算(包括电算)的能力 4.用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力 程设计的基本要求 1课程设计来源要求 课程设计题可以结合科研成果提出具有一定生产规模的单元操作设计题,也可以从生产实际中调查和搜集 题目,另外也可根据资料和手册,编制符合教学要求的题目 2.设计说明书的基本要求 要求包括以下几个内容: (1)目录 (2)设计题目 (3)流程示意图 (4)流程和方案的说明及论证 (5)设计结果概要(主要设备尺寸,各种物料量和操作状态,能耗指标,设计时规定的主要操作参数及附 属设备的规格型号及数量) (6)设计计算与说明 (7)对设计的评述及有关问题的分析讨论 (8)参考文献目录 3.图纸要求 画工艺流程图和装配图一张,制图时必须按照国家有关机械制图标准制图 4电算要求 学生使用电算时,除上述要求外还应列出注释(包括符号说明),主要程序的框图及程序运行结果 5主要设计题目要求 争取生产实习与设计相结合,针对不同的专业方向选择适宜的课题 6课程设计评分要求 分为四个部分分别要求 (1)说明书的质量度45% (2)图纸质量25% (3)答辩20% (4)平时表现 附录一列管换热器的设计 设计内容 1根据生产任务的要求确定设计方案 (1)换热器类型的选择 (2)换热器内流体流入空间的选择 2化工计算 (1)传热面积的计算 (2)管数、管程数及管子排列,管间距的确定 (3)壳体直径及壳体厚度的确定 3换热器尺寸的确定及有关构件的选择 4换热器流体阻力的计算及其输送机械的选择 5绘制流程图及换热器的装配图 6编写说明书
的正确设计思想，在这种设计思想指导下去分析和解决实际问题的能力； 3. 迅速准确地进行工程计算（包括电算）的能力； 4. 用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力。 二、课程设计的基本要求 1 课程设计来源要求 课程设计题可以结合科研成果提出具有一定生产规模的单元操作设计题，也可以从生产实际中调查和搜集 题目，另外也可根据资料和手册，编制符合教学要求的题目。 2.设计说明书的基本要求 要求包括以下几个内容： (1) 目录 (2) 设计题目 (3) 流程示意图 (4) 流程和方案的说明及论证 (5) 设计结果概要（主要设备尺寸，各种物料量和操作状态，能耗指标，设计时规定的主要操作参数及附 属设备的规格型号及数量） (6) 设计计算与说明 (7) 对设计的评述及有关问题的分析讨论 (8) 参考文献目录 3. 图纸要求 画工艺流程图和装配图一张，制图时必须按照国家有关机械制图标准制图 4 电算要求 学生使用电算时，除上述要求外还应列出注释（包括符号说明），主要程序的框图及程序运行结果 5 主要设计题目要求 争取生产实习与设计相结合，针对不同的专业方向选择适宜的课题 6 课程设计评分要求 分为四个部分分别要求: (1) 说明书的质量度 45% (2) 图纸质量 25% (3) 答辩 20% (4) 平时表现 10% 附录一 列管换热器的设计 一、设计内容 1 根据生产任务的要求确定设计方案 (1)换热器类型的选择 (2)换热器内流体流入空间的选择 2 化工计算 (1)传热面积的计算 (2)管数、管程数及管子排列，管间距的确定 (3)壳体直径及壳体厚度的确定 3 换热器尺寸的确定及有关构件的选择 4 换热器流体阻力的计算及其输送机械的选择 5 绘制流程图及换热器的装配图 6 编写说明书
二、设计要求 1在确定设计方案时既要考虑到工艺,操作的要求又要兼顾经济和安全上的要求 2在化工计算时要求掌握传热的基本理论,有关公式,要知道查哪些资料,怎样使用算图以及怎样选择经 验公式,并进行优化设计 3要求根据国家有关标准来选择换热器的构件 4要求一部分学生利用计算机来辅助设计及优化设计方案 5要求必须掌握固定管板式或浮头式列管换热器的设计 附录二填料吸收塔的设计 、设计内容 1吸收的汽液平衡关系的确定 2吸收流程的确定 3吸收剂的选择及吸收剂用量的计算 4填料的选择 5塔径和填料层高度的计算 6进行阻力计算及气液输送机械的选型 7塔的辅助装置的选型 (1)喷淋装置 (2)气体分布器 (3)液体分布器 (4)气体进出口装置 (5)填料支承装置 8绘流程图及吸收塔的装配图 9编写设计说明书 设计要求: 1必须掌握填料塔设计的有关原理、步骤 2必须学会合理地选择填料 3必须校核本设计是否满足填料塔设计的有关设计要求 4必须依据国家有关标准来选择塔的附件如封头、支座等 5要求部分学生利用计算机进行辅助设计 附录三板式精馏塔的设计 设计内容 1设计方案的确定 (1)操作压力 (2)进料状态 (3)加热方式 (4)热能利用 2工艺计算 (1)物料衡算 (2)热量衡算 (3)回流比的确定 (4)理论塔板数的确定
二、设计要求： 1 在确定设计方案时既要考虑到工艺，操作的要求又要兼顾经济和安全上的要求。 2 在化工计算时要求掌握传热的基本理论，有关公式，要知道查哪些资料，怎样使用算图以及怎样选择经 验公式，并进行优化设计。 3 要求根据国家有关标准来选择换热器的构件 4 要求一部分学生利用计算机来辅助设计及优化设计方案 5 要求必须掌握固定管板式或浮头式列管换热器的设计 附录二 填料吸收塔的设计 一、设计内容 1 吸收的汽液平衡关系的确定 2 吸收流程的确定 3 吸收剂的选择及吸收剂用量的计算 4 填料的选择 5 塔径和填料层高度的计算 6 进行阻力计算及气液输送机械的选型 7 塔的辅助装置的选型 (1) 喷淋装置 (2) 气体分布器 (3) 液体分布器 (4) 气体进出口装置 (5) 填料支承装置 8 绘流程图及吸收塔的装配图 9 编写设计说明书 二、设计要求： 1 必须掌握填料塔设计的有关原理、步骤 2 必须学会合理地选择填料 3 必须校核本设计是否满足填料塔设计的有关设计要求 4 必须依据国家有关标准来选择塔的附件如封头、支座等 5 要求部分学生利用计算机进行辅助设计 附录三 板式精馏塔的设计 一、 设计内容 1 设计方案的确定 (1) 操作压力 (2) 进料状态 (3) 加热方式 (4) 热能利用 2 工艺计算 (1) 物料衡算 (2) 热量衡算 (3) 回流比的确定 (4) 理论塔板数的确定
3塔板及塔的主要尺寸的设计 (1)塔板间距的确定 (2)塔径的确定 (3)塔板布置及板上流体流程的确定 4流体力学的计算及有关水力性质的校核 5板式精馏塔辅助设备的选型 6绘制流程图及精馏塔的装配图 9编写设计说明书 二、设计要求 l要求掌握连续精馏装置设计原理与设计步骤 2要求部分学生能利用计算机通过逐板计算法求解理论塔板数 3要求学生知道进料状况及回流比对精馏过程的影响并做好优化设计 4必须依据国家有关标准选择塔附件如:封头、支座等 附录四蒸发装置的设计 一、设计内容 1根据溶液的性质及工艺要求确定蒸发器的操作条件,蒸发器的型式和蒸发操作的效数 2根据物料衡算及热量衡算计算加热蒸汽的消耗量及各效的蒸发量 3求出各效传热量和传热面积 4蒸发器尺寸的确定和有关构件的选择 5附属设备的选型 6绘制流程图及蒸发器的装配图 7编写设计说明书 设计要求 1要求学生必须根据设计任务书合理选择蒸发器的类型 2要求学生掌握常用的试差法对多效蒸发器进行工艺计算 3必须根据有关国标来选择蒸发器的构件 附录五气流干燥器的设计 、设计内容 1干燥条件的确定 2干燥器的物料及热量衡算,以确定空气出口状态及空气气量 3气流干燥器的主体设计 (1)干燥管直径的计算 (2)干燥管高度的计算 4流体阻力的计算及风机选型 5辅助设备的选型 (1)换热器的选型 (2)除尘器的选型 (3)加料机的选型 设计要求 1熟悉空气湿度图的用法并了解在工程设计上的应用
3 塔板及塔的主要尺寸的设计 (1) 塔板间距的确定 (2) 塔径的确定 (3) 塔板布置及板上流体流程的确定 4 流体力学的计算及有关水力性质的校核 5 板式精馏塔辅助设备的选型 6 绘制流程图及精馏塔的装配图 9 编写设计说明书 二、设计要求 1 要求掌握连续精馏装置设计原理与设计步骤 2 要求部分学生能利用计算机通过逐板计算法求解理论塔板数 3 要求学生知道进料状况及回流比对精馏过程的影响并做好优化设计 4 必须依据国家有关标准选择塔附件如：封头、支座等 附录四 蒸发装置的设计 一、设计内容 1 根据溶液的性质及工艺要求确定蒸发器的操作条件，蒸发器的型式和蒸发操作的效数 2 根据物料衡算及热量衡算计算加热蒸汽的消耗量及各效的蒸发量 3 求出各效传热量和传热面积 4 蒸发器尺寸的确定和有关构件的选择 5 附属设备的选型 6 绘制流程图及蒸发器的装配图 7 编写设计说明书 二、设计要求 1 要求学生必须根据设计任务书合理选择蒸发器的类型 2 要求学生掌握常用的试差法对多效蒸发器进行工艺计算 3 必须根据有关国标来选择蒸发器的构件 附录五 气流干燥器的设计 一、设计内容 1 干燥条件的确定 2 干燥器的物料及热量衡算，以确定空气出口状态及空气气量 3 气流干燥器的主体设计 (1) 干燥管直径的计算 (2) 干燥管高度的计算 4 流体阻力的计算及风机选型 5 辅助设备的选型 (1) 换热器的选型 (2) 除尘器的选型 (3) 加料机的选型 二、设计要求 1 熟悉空气湿度图的用法并了解在工程设计上的应用
2学会査找文献,确定最优公式来计算空气出口温度及干燥管高度 3要求部分同学上机对干燥器的选择方案实行优化 题目1用水冷却煤油产品的列管式换热器设计任务书 设计名称 用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计 二、设计条件 使煤油从140℃冷却到40℃,压力1bar,冷却剂为水,水压力为3ar,处理量为10t/h 设计任务 1合理的参数选择和结构设计 2传热计算和压降计算:设计计算和校核计算 四、设计说明书内容 1传热面积 2管程设计包括:总管数、程数、管程总体阻力校核 3壳体直径 4结构设计包括流体壁厚 5主要进出口管径的确定包括:冷热流体的进出口管 五、设计进度 1设计动员,下达设计任务书0.5天 2搜集资料,阅读教材,拟定设计进度1.5天 3设计计算(包括电算,编写说明书草稿)56天 4绘图34天 5整理,抄写说明书2天 6设计小结及答辩2天 六、设计成绩评分体系 成绩分为五档:优秀、良好、中等、及格、不及格 评定方法:答辩20%图纸25%说明书45%平时10% 题目1用水冷却煤油产品的列管式换热器设计指导书 设计的目的 通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计,达到让学生了解该换热器的结构特点,并能根据工艺要求选择 适当的类型,同时还能根据传热的基本原理,选择流程,确定换热器的基本尺寸,计算传热面积以及计算 流体阻力。 总之,通过设计达到让学生自己动手进行设计的实践,获取从事工程技术工作的能力 设计的指导思想 1结构设计应满足工艺要求 2结构简单合理,操作调节方便,运行安全可靠 3设计符合现行国家标准等 4安装、维修方便 设计要求 1计算正确,分析认证充分,准确 2条理清晰,文字流畅,语言简炼,字迹工整 3图纸要求,图纸、尺寸标准,图框,图签字规范
2 学会查找文献，确定最优公式来计算空气出口温度及干燥管高度 3 要求部分同学上机对干燥器的选择方案实行优化 题目 1 用水冷却煤油产品的列管式换热器设计任务书 一、设计名称 用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计 二、设计条件 使煤油从 140℃冷却到 40℃,压力 1bar ,冷却剂为水，水压力为 3bar，处理量为 10t/h.. 三、设计任务 1 合理的参数选择和结构设计 2 传热计算和压降计算：设计计算和校核计算 四、设计说明书内容 1 传热面积 2 管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核 3 壳体直径 4 结构设计包括流体壁厚 5 主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管 五、设计进度 1 设计动员，下达设计任务书 0.5 天 2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5 天 3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿） 5~6 天 4 绘图 3~4 天 5 整理，抄写说明书 2 天 6 设计小结及答辩 2 天 六、设计成绩评分体系 成绩分为五档：优秀、良好、中等、及格、不及格 评定方法 ：答辩 20% 图纸 25% 说明书 45% 平时 10% 题目 1 用水冷却煤油产品的列管式换热器设计指导书 一、设计的目的 通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择 适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算 流体阻力。 总之，通过设计达到让学生自己动手进行设计的实践，获取从事工程技术工作的能力。 二、设计的指导思想 1 结构设计应满足工艺要求 2 结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠 3 设计符合现行国家标准等 4 安装、维修方便 三、设计要求 1 计算正确，分析认证充分，准确 2 条理清晰，文字流畅，语言简炼，字迹工整 3 图纸要求，图纸、尺寸标准，图框，图签字规范
4独立完成 四、设计课题工程背景 在石油化工生产过程中,常常需要将各种石油产品(如汽油、煤油、柴油等)进行冷却,本设计以长岭炼 油厂冷却煤油产品为例,让学生熟悉列管式换热器的设计过程。 1化工过程及设备设计,华南工学院,1 2传热设备及 化学工程手册第8篇,1987 3化工设备设计手册编写组,金属设备,1975 4尾范英郎(日)等,徐忠权译,热交换设计物册,1981 5谭天恩等.化工原理(上、下册)化学工业出版社 六、设计思考题 1设计列管式换热器时,通常都应选用标准型号的换热器,为什么? 2为什么在化工厂使用列管式换热最广泛? 3在列管式换热器中,壳程有挡板和没有挡板时,其对流传热系数的计算方法有何不同? 4说明列管式换热器的选型计算步骤? 5在换热过程中,冷却剂的进出口温度是按什么原则确定的 6说明常用换热管的标准规格(批管径和管长)。 7列管式换热器中,两流体的流动方向是如何确定的?比较其优缺点? 七、部分设计问题引导 1列管式换热器基本型式的选择 2冷却剂的进出口温度的确定原则 3流体流向的选择 4流体流速的选择 5管子的规格及排列方法 6管程数和壳程数的确定 7挡板的型式 八、设计答辩指导 1列管式换热器的型号,可查找化工过程及设备及换热器等书籍 2换热器强度设计可找化机同学或老师了解,并参照金属设备等资料 3绘图可找制图老师了解,并参考机械制图,化工制图及制图标准等 题目2正戊烷冷凝器设计任务书 设计名称 正戊烷冷凝器的设计 、设计条件 1.操作条件 (1)正戊烷、冷凝温度为51.7℃,冷凝液于饱和液体下离开冷凝器 (2)冷却介质,地下水,流量为7000kg/h,入口温度:第一组为20℃,第二组为30℃ (3)允许压强降,不大于105Pa (4)每年按300天计:每天24h连续运转。 2.处理能力22000T/Y正戊烷: 设备型式立式列管冷凝器 、设计任务 1.选择合适的立式列管冷凝器并进行较核计算
4 独立完成 四、设计课题工程背景 在石油化工生产过程中，常常需要将各种石油产品（如汽油、煤油、柴油等）进行冷却，本设计以长岭炼 油厂冷却煤油产品为例，让学生熟悉列管式换热器的设计过程。 五、参考文献 1 化工过程及设备设计，华南工学院，1986 2 传热设备及工业炉，化学工程手册第 8 篇，1987 3 化工设备设计手册编写组. 金属设备，1975 4 尾范英郎（日）等，徐忠权译，热交换设计物册，1981 5 谭天恩等. 化工原理(上、下册)化学工业出版社. 六、设计思考题 1 设计列管式换热器时，通常都应选用标准型号的换热器，为什么？ 2 为什么在化工厂使用列管式换热最广泛？ 3 在列管式换热器中，壳程有挡板和没有挡板时，其对流传热系数的计算方法有何不同？ 4 说明列管式换热器的选型计算步骤？ 5 在换热过程中，冷却剂的进出口温度是按什么原则确定的？ 6 说明常用换热管的标准规格（批管径和管长）。 7 列管式换热器中，两流体的流动方向是如何确定的？比较其优缺点？ 七、部分设计问题引导 1 列管式换热器基本型式的选择 2 冷却剂的进出口温度的确定原则 3 流体流向的选择 4 流体流速的选择 5 管子的规格及排列方法 6 管程数和壳程数的确定 7 挡板的型式 八、设计答辩指导 1 列管式换热器的型号，可查找化工过程及设备及换热器等书籍。 2 换热器强度设计可找化机同学或老师了解，并参照金属设备等资料 3 绘图可找制图老师了解，并参考机械制图，化工制图及制图标准等。 题目 2 正戊烷冷凝器设计任务书 一、设计名称 正戊烷冷凝器的设计 二、设计条件 1． 操作条件 （1） 正戊烷、冷凝温度为 51.7℃，冷凝液于饱和液体下离开冷凝器； （2） 冷却介质，地下水，流量为 7 000kg/h，入口温度：第一组为 20℃，第二组为 30℃； （3） 允许压强降，不大于 105Pa； （4） 每年按 300 天计；每天 24 h 连续运转。 2． 处理能力 22 000T/Y 正戊烷； 3． 设备型式 立式列管冷凝器 二、设计任务 1． 选择合适的立式列管冷凝器并进行较核计算
2.对冷凝器的附件进行设计,包括结构设计。 三、设计说明书的内容 1.课程名称、首页、目录及页码 3.简述设计内容,自己设计的特点,引用的标准等 4.热量衡算及初步估算换热面积 5.冷凝器的选型及流动空间的选择 6.工艺流程图 7.冷凝器的较核计算 8.结构及附件设计计算 9.冷凝器的主要数据一览表: 10.设计结果评价 11.附立式列管冷凝器总装图 四、设计进度 1.设计动员,下达设计任务书0.5天 2.搜集资料,阅读教材,拟定设计进度1.5天 3.工艺设计计算,结构设计计算(包括电算)56天 4.绘图34天 5.整理,抄写说明书2天 6.设计小结及答辩2天 五、设计成绩评分体系 成绩分为五档:优秀、良好、中等、及格、不及格 评定方法:答辩20%图纸25%说明书45%平时10% 题目2正戊烷冷凝器设计指导书 、设计目的 1.巩固学生对课本知识的理解,深化认识 2.培养学生分析问题,解决问题的能力: 3.树立学生工程观念和经济观念: 4.使学生对设备总装图有初步知识 二、设计指导思想 1.结构设计应满足工艺要求 2.设计要符合现行国家标准 3.结构简单合理,操作调节方便,运行安全可靠 4.制造工艺可行,维修方便。 设计要求 1.说明书采用统一封面和纸张 2.方案和流程的选择要阐明理由 3.设计过程应次清晰,内容完全 4.设计、计算中所采用的公式、数据、图表等注明出处,有些需说明理由 5.一律用钢笔填写,要排列整齐,字体端正,书面整洁: 6.计算过程均应写出 7.设备图以制图要求为准 8.集中做设计,独立完成
2． 对冷凝器的附件进行设计，包括结构设计。 三、设计说明书的内容 1. 课程名称、首页、目录及页码 2. 前言 3. 简述设计内容，自己设计的特点，引用的标准等 4. 热量衡算及初步估算换热面积； 5. 冷凝器的选型及流动空间的选择 6. 工艺流程图； 7. 冷凝器的较核计算； 8. 结构及附件设计计算 9. 冷凝器的主要数据一览表； 10. 设计结果评价； 11. 附立式列管冷凝器总装图 四、设计进度 1. 设计动员，下达设计任务书 0.5 天 2. 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5 天 3. 工艺设计计算，结构设计计算（包括电算） 5~6 天 4. 绘图 3~4 天 5. 整理，抄写说明书 2 天 6. 设计小结及答辩 2 天 五、设计成绩评分体系 成绩分为五档：优秀、良好、中等、及格、不及格 评定方法 ：答辩 20% 图纸 25% 说明书 45% 平时 10% 题目 2 正戊烷冷凝器设计指导书 一、设计目的 1． 巩固学生对课本知识的理解，深化认识； 2． 培养学生分析问题，解决问题的能力； 3． 树立学生工程观念和经济观念； 4． 使学生对设备总装图有初步知识。 二、设计指导思想 1． 结构设计应满足工艺要求； 2． 设计要符合现行国家标准； 3． 结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠； 4． 制造工艺可行，维修方便。 三、设计要求 1. 说明书采用统一封面和纸张； 2. 方案和流程的选择要阐明理由 3. 设计过程应次清晰，内容完全； 4. 设计、计算中所采用的公式、数据、图表等注明出处，有些需说明理由； 5. 一律用钢笔填写，要排列整齐，字体端正，书面整洁； 6. 计算过程均应写出； 7. 设备图以制图要求为准； 8. 集中做设计，独立完成
四、设计课题工业背景 炼油厂精馏塔塔顶冷凝器蒸汽主要是正戊烷,以此为原料设计一正戊烷冷凝器 五、参考文献 1.兰州石油机械研究所.。换热器(上册).烃加工出版社,1986 2.E.U施林德尔.换热器设计手册(第四卷).机械工业出版社,1989 3.华南理工大学化工原理教研室.化工过程及设备设计,华南工学院出版社,1986 4.大连理工大学化工原理教研.化工原理课程设计,大连理工大学出版社,1994 5.柴诚敬等.。化工原理课程设计.天津科技出版社,1994 6.顾芳珍等.化工设备设计基础天津大学出版社,1994 7.化学工程手册编辑委员会,化学工程手册第7篇,化学工业出版社,1985 8.化工部设备设计技术中心站.化工设备图册第三分册,1988 六、设计思考题 1.冷却水出口温度如何确定? 2.流体流动空间的选择原则是什么? 3.在中,各项含义是什么,在不同情况下说明提高K值的途径及采取的措施? 4.管壳式换热器中,采用多管程的目的是什么?在壳程加挡板的目的又是什么? 5.在什么情况下,固定板换热器要设计膨胀节? 6.列管式冷凝器的蒸汽入口处是否需设计缓冲挡板? 7.列管式冷凝器的换热管的排列方式有几种,如何选用? 8.立式列管式冷凝器是否要设计支座,选用什么标准确定支座的尺寸? 9.列管式冷凝器的接管的设计依据是什么? 10.如何判断你所设计的换热器性能及经济上的适用性的优劣? 七、部分设计问题引导 1.自定冷却水的出口温度,并由热量衡算确定其用量 2.估计K值大小,应首先估计对流传热系数较小一侧的对流传热系数? 3.设计换热设备既要考虑操作费用,又要考虑设备费用,也就是既要使阻力降不能太高,也不能使传热面 积较大,使管程的冷却水有一个合适的流速。 八、设计答辩指导 1.弄清整个设计过程脉络,关键步骤 2.基本概念正确,各计算方法有依据,准确 3.选型的依据,选择管程、壳程流体,流向或某一值的考虑 4.如何改进设计?有何可修改的地方?如何修改? 5.分析、评判所做设计是否可操作,经济性如何? 6.图面布置是否符合制图标准? 7.各部分结构在图上是否正确体现? 8.设计说明是否清晰,文字有何错误? 题目3乙醇一水精馏塔顶产品冷凝器的设计任务书 设计名称 精馏塔顶产品全凝器 设计条件 1.处理量6万t/y 2.产品浓度含乙醇95% 3.操作压力常压
四、设计课题工业背景 炼油厂精馏塔塔顶冷凝器蒸汽主要是正戊烷，以此为原料设计一正戊烷冷凝器 五、参考文献 1. 兰州石油机械研究所. 换热器（上册）. 烃加工出版社，1986 2. E.U 施林德尔. 换热器设计手册(第四卷). 机械工业出版社,1989 3. 华南理工大学化工原理教研室. 化工过程及设备设计. 华南工学院出版社,1986 4. 大连理工大学化工原理教研. 化工原理课程设计, 大连理工大学出版社,1994 5. 柴诚敬等. 化工原理课程设计. 天津科技出版社,1994 6. 顾芳珍等.化工设备设计基础. 天津大学出版社,1994 7. 化学工程手册编辑委员会,化学工程手册第 7 篇,化学工业出版社,1985 8. 化工部设备设计技术中心站. 化工设备图册第三分册,1988 六、设计思考题 1. 冷却水出口温度如何确定? 2. 流体流动空间的选择原则是什么? 3. 在 中,各项含义是什么,在不同情况下说明提高 K 值的途径及采取的措施? 4. 管壳式换热器中，采用多管程的目的是什么？在壳程加挡板的目的又是什么？ 5. 在什么情况下，固定板换热器要设计膨胀节？ 6. 列管式冷凝器的蒸汽入口处是否需设计缓冲挡板？ 7. 列管式冷凝器的换热管的排列方式有几种，如何选用？ 8. 立式列管式冷凝器是否要设计支座，选用什么标准确定支座的尺寸？ 9. 列管式冷凝器的接管的设计依据是什么？ 10. 如何判断你所设计的换热器性能及经济上的适用性的优劣？ 七、部分设计问题引导 1. 自定冷却水的出口温度，并由热量衡算确定其用量. 2. 估计 K 值大小，应首先估计对流传热系数较小一侧的对流传热系数？ 3. 设计换热设备既要考虑操作费用，又要考虑设备费用，也就是既要使阻力降不能太高，也不能使传热面 积较大，使管程的冷却水有一个合适的流速。 八、设计答辩指导 1. 弄清整个设计过程脉络，关键步骤 2. 基本概念正确，各计算方法有依据，准确 3. 选型的依据，选择管程、壳程流体，流向或某一值的考虑 4. 如何改进设计？有何可修改的地方？如何修改？ 5. 分析、评判所做设计是否可操作，经济性如何？ 6. 图面布置是否符合制图标准？ 7. 各部分结构在图上是否正确体现？ 8. 设计说明是否清晰，文字有何错误？ 题目 3 乙醇—水精馏塔顶产品冷凝器的设计任务书 一、设计名称 精馏塔顶产品全凝器 二、设计条件 1. 处理量 6 万 t/y 2. 产品浓度 含乙醇 95% 3. 操作压力 常压