化工原理课程设计教学大纲 课程设计（论文）英文名称：Design of Unit Operations 课程编码：S217314 总学分：1 周数：1 适用专业：化学工程与工艺 大纲制定者：郭瑞丽大纲审定者：孟桂花 审定日期：2014.09.25 一、课程设计目的 化工原理课程设计是化工类及其相近专业的综合性和实践性较强的教学环节，是 一门专业实践课程，是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以某一化工单 元操作为主的一次设计实践。通过课程设计，使学生在规定的时间内完成指定的化工设 计任务，从而得到化工工程设计的初步训练，从而培养学生的独立工作能力，培养学生 树立正确的设计思想和实事求是、严肃认真的工作作风，培养学生综合运用所学的书本 知识解决实际问题的能力，也为毕业设计打下基础，是使学生体察工程实际问题复杂性 的初步尝试。因此，化工原理课程设计是提高学生实际工作能力的重要教学环节。 二、课程设计内容 化工原理课程设计应以化工单元操作的典型设备为对象，课程设计的题目尽量从科 研和生产实际中选题。 (一)化工原理课程设计内容包括： 1.设计方案：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.工艺设计 选定工艺参数，物料衡算，热量衡算，单元操作的工艺计算并绘制相应的工艺流程 图（以单线图的形式绘制，标出主要设备和辅助设备的物料流向、物流量、能流量和主 要化工参数测量点)。 3.设备设计 设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，并绘制设备的工艺条件图。图面应包括设 备的主要工艺尺寸、技术特性和接管表： 4.辅助设备选型 典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备规格、型号的选定：
化工原理课程设计教学大纲 课程设计（论文）英文名称： Design of Unit Operations 课程编码： S217314 总学分： 1 周数：1 适用专业： 化学工程与工艺 大纲制定者：郭瑞丽 大纲审定者：孟桂花 审定日期：2014.09.25 一、课程设计目的 化工原理课程设计是化工类及其相近专业的综合性和实践性较强的教学环节，是 一门专业实践课程，是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以某一化工单 元操作为主的一次设计实践。通过课程设计，使学生在规定的时间内完成指定的化工设 计任务，从而得到化工工程设计的初步训练，从而培养学生的独立工作能力，培养学生 树立正确的设计思想和实事求是、严肃认真的工作作风，培养学生综合运用所学的书本 知识解决实际问题的能力，也为毕业设计打下基础，是使学生体察工程实际问题复杂性 的初步尝试。因此，化工原理课程设计是提高学生实际工作能力的重要教学环节。 二、课程设计内容 化工原理课程设计应以化工单元操作的典型设备为对象，课程设计的题目尽量从科 研和生产实际中选题。 （一）化工原理课程设计内容包括： 1. 设计方案：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．工艺设计 选定工艺参数，物料衡算，热量衡算，单元操作的工艺计算并绘制相应的工艺流程 图（以单线图的形式绘制，标出主要设备和辅助设备的物料流向、物流量、能流量和主 要化工参数测量点）。 3．设备设计 设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，并绘制设备的工艺条件图。图面应包括设 备的主要工艺尺寸、技术特性和接管表； 4．辅助设备选型 典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备规格、型号的选定； 1
6.编写设计说明书 设计说明书包括封皮、目录、设计任务书、设计方案简介、设计条件及主要物性参 数表、工艺设计及计算、主要设备设计、工艺流程示意图(Vision或AutoCAD),电算程序 及符号说明.设计结果总汇，设计结果的自我评价（设计者对本设计的评述及通过设计 的收获体会)、参考文献，并附工艺流程图和主要设备结构图。报告内容用手写或A4纸 打印（其参见打印文本格式）。 (二)设计项目及主要内容： 1.列管式换热器的选型设计 (1)设计方案的选定：冷却介质及出口温度的确定：冷、热流体通道的选择；流向的选 (2)工艺计算：物料及热量衡算：管程、壳程给热系数及总传热系数的计算：管程、壳 程阻力的计算：对数平均温差的修正。 (3)设备计算 (4)列管式换热器的选型及校核 2.板式精馏塔的设计 (1)设计方案的选定：操作压力、进料状态及加热方式的确定。 (2)工艺计算：物料衡算：回流比的确定：理论板数及实际塔板数的确定：热量衡算。 (3)设备计算：塔板的型式、结构及主要尺寸的选取：流体力学计算和校核：负荷性 能图：塔体总高度的计算。 (4)辅助设备的计算与选型：回流冷凝器、再沸器的选型：接管尺寸的确定， 3.填料吸收塔的设计 (1)设计方案的选定：气液相平衡关系（温度、总压对平衡的影响及非等温吸收的平 衡线)、吸收操作流程的确定：填料的类型、性能与选型。 (2)工艺计算：液气此的选择：物料及热量衡算：液泛速度和压降的计算。 (3)设备计算：塔径的确定：填料层高度的计算（传质系数、传质单元数及传质单元 高度)：液体分布与再分布装置：填料层支撑结构及接管口的确定 (4)辅助设备的计算与选型。 3
6. 编写设计说明书 设计说明书包括封皮、目录、设计任务书、设计方案简介、设计条件及主要物性参 数表、工艺设计及计算、主要设备设计、工艺流程示意图（Visio或AutoCAD），电算程序 及符号说明，设计结果总汇，设计结果的自我评价（设计者对本设计的评述及通过设计 的收获体会）、参考文献，并附工艺流程图和主要设备结构图。报告内容用手写或A4纸 打印（其参见打印文本格式）。 （二）设计项目及主要内容： 1．列管式换热器的选型设计 （1）设计方案的选定:冷却介质及出口温度的确定；冷、热流体通道的选择；流向的选 择。 （2）工艺计算:物料及热量衡算；管程、壳程给热系数及总传热系数的计算；管程、壳 程阻力的计算；对数平均温差的修正。 （3）设备计算 （4）列管式换热器的选型及校核。 2．板式精馏塔的设计 （1）设计方案的选定：操作压力、进料状态及加热方式的确定。 （2）工艺计算：物料衡算；回流比的确定；理论板数及实际塔板数的确定；热量衡算。 （3）设备计算：塔板的型式、结构及主要尺寸的选取；流体力学计算和校核；负荷性 能图；塔体总高度的计算。 （4）辅助设备的计算与选型：回流冷凝器、再沸器的选型；接管尺寸的确定。 3．填料吸收塔的设计 （1）设计方案的选定：气液相平衡关系(温度、总压对平衡的影响及非等温吸收的平 衡线)、吸收操作流程的确定；填料的类型、性能与选型。 （2）工艺计算：液气比的选择；物料及热量衡算；液泛速度和压降的计算。 （3）设备计算：塔径的确定；填料层高度的计算(传质系数、传质单元数及传质单元 高度)；液体分布与再分布装置；填料层支撑结构及接管口的确定 。 （4）辅助设备的计算与选型。 2
4.喷雾干燥塔的设计 (1)设计方案的选定：干燥装置流程：干燥器内热空气和雾滴的流动方向：操作条件： 雾化器的选型。 (2)工艺计算：物料衡算：热量衡算。 (3)设备计算：雾化器主要尺寸的计算：雾滴干燥时间：塔径计算：塔高计算。 (4)辅助设备的计算与选型：空气加热器：风机：气固分离器：热风进口分布装置：耕 料装置。 在上述4个设计项目中，“列管式换热器的选型设计”为每位学生必做，安排在第 一学期传热章后，其余项目为每位学生选做1项。 三、课程设计基本要求 化工原理课程设计强调工程观点、定量运算和设计能力的训练、强调理论与实际相 结合，提高分析问题、解决问题的能力，其基本要求如下： (1)熟悉查阅文献资料、搜集有关数据、正确选用计算公式。 (2)在兼顾技术上先进可行、经济上合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定 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。 (3)准确的进行工艺过程计算和主要设备的工艺尺寸计算。 (4)用精练的语营、简洁的文字、清晰的图表来表达设计思想和计算结果。 同时，指导教师应做好如下的指导准备工作： (1)教师首先简要介绍所要设计设备的基本知识： (2)教师应事先准备课程设计任务书、指导书及设计所需的规范和有关资料，每天 安排适量的答疑时间指导学生。 四、课程设计成果 课程设计完成上交一份设计报告，其具体内容如下 (1)封面课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间 (2)目录 (3)设计任务书 (4)设计方案简介 (5)设计条件及主要物性参数表
4．喷雾干燥塔的设计 （1）设计方案的选定：干燥装置流程；干燥器内热空气和雾滴的流动方向；操作条件； 雾化器的选型。 （2）工艺计算：物料衡算；热量衡算。 （3）设备计算：雾化器主要尺寸的计算；雾滴干燥时间；塔径计算；塔高计算。 （4）辅助设备的计算与选型：空气加热器；风机；气固分离器；热风进口分布装置；排 料装置。 在上述4个设计项目中，“列管式换热器的选型设计”为每位学生必做，安排在第 一学期传热章后，其余项目为每位学生选做1项。 三、课程设计基本要求 化工原理课程设计强调工程观点、定量运算和设计能力的训练、强调理论与实际相 结合，提高分析问题、解决问题的能力，其基本要求如下： （1）熟悉查阅文献资料、搜集有关数据、正确选用计算公式。 （2）在兼顾技术上先进可行、经济上合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定 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。 （3）准确的进行工艺过程计算和主要设备的工艺尺寸计算。 （4）用精练的语言、简洁的文字、清晰的图表来表达设计思想和计算结果。 同时，指导教师应做好如下的指导准备工作： （1）教师首先简要介绍所要设计设备的基本知识； （2）教师应事先准备课程设计任务书、指导书及设计所需的规范和有关资料，每天 安排适量的答疑时间指导学生。 四、课程设计成果 课程设计完成上交一份设计报告，其具体内容如下： （1）封面课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间 （2）目录 （3）设计任务书 （4）设计方案简介 （5）设计条件及主要物性参数表 3
(6)工艺设计计算 (7)辅助设备的计算及选型 (8)设计结果汇总表 (9)设计评述，设计者对本设计的评述及通过设计的收获体会 (10)参考资料 五、考核方式 课程设计考核方式为平时表现+设计报告或设计答辩三部分，对应按20%、80%的 比例进行综合成绩评定。 考核的记分按100分制记分。 大、参考资料 [1]贾绍义、柴诚敬主编.《化工原理课程设计》.天津：天津大学出版社.2002 [2]陈敏恒等主编.《化工原理》（上、下）.北京：化学工业出版社.2000 [3]姚玉英等主编.《化工原理》（上、下）.天津：天津大学出版社.1999， [4]《化学工程手册》.北京：化学工业出版社.1982. [5]《化工工艺设计手册》.北京：化学工业出版社.1986
（6）工艺设计计算 （7）辅助设备的计算及选型 （8）设计结果汇总表 （9）设计评述,设计者对本设计的评述及通过设计的收获体会 （10）参考资料 五、考核方式 课程设计考核方式为平时表现＋设计报告或设计答辩三部分，对应按20％、80％的 比例进行综合成绩评定。 考核的记分按100分制记分。 六、参考资料 [1] 贾绍义、柴诚敬主编.《化工原理课程设计》.天津：天津大学出版社.2002. [2] 陈敏恒等主编.《化工原理》（上、下）.北京：化学工业出版社.2000. [3] 姚玉英等主编.《化工原理》（上、下）.天津：天津大学出版社.1999. [4] 《化学工程手册》.北京：化学工业出版社.1982. [5]《化工工艺设计手册》.北京：化学工业出版社.1986. 4