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本書重點介紹典型化工單元操作的設計目的及原理，設計內容及方法，全書分4章編寫，第1章緒論；第2章換熱器設計；第3章板式精餾塔設計，第4章填料塔設計。本書在編寫過程中，遵循認知規律，由淺人深、循序漸進、層次清晰、難點分散、理論聯系實際，力求概念準確、論述嚴謹，可讀性強。每章除了強調課程設計的目的與要求、設計原理及方法外，還插入了具有工程背景的板式塔及換熱器的設計實例、學生設計說明書樣本等，以便于教與學，其目的在于啟迪思維，增強工程觀念和創新意識。 本書可作為高等學校化工原理課程設計的參考教材，亦可供化工行業從事科研設計與生產管理的工程技術人員參考。
目次
第1章 緒論
1.1 化工原理課程設計的目的
1.2 化工原理課程設計的內容
1.3 安排與要求
第2章 換熱器設計
2.1 概述
2.2 設計方案的確定
2.2.1 列管式換熱器型式的選擇
2.2.2 流程的選擇
2.2.3 流速的選擇
2.2.4 加熱劑、冷卻劑的選用
2.2.5 適宜出口溫度的確定
2.2.6 流體阻力的計算
2.2.7 換熱管規格和排列的選定
2.2.8 列管式換熱器的選用和設計計算步驟
2.2.9 確定設計原則
2.3 工藝計算
2.3.1 傳熱基本方程
2.3.2 有效平均溫度差
2.3.3 傳熱系數K
2.3.4 傳熱膜系數a的計算
2.3.5 傳熱面積A的計算
2.4 管子及其與管板的連接
2.4.1 管子
2.4.2 管子在管板上的固定
2.5 管數、管程數和管子的排列
2.5.1 管數
2.5.2 管程數
2.5.3 管子在管板上的排列形式
2.5.4 管心距
2.6 管程飯的分程及管板與隔板及殼體的連接
2.6.1 分程
2.6.2 管板與管程隔板的連接
2.6.3 管板與殼體的連接結構
2.7 管板尺寸的確定
2.7.1 管板受力情況分析
2.7.2 管板尺寸
2.8 殼體直徑及殼體厚度的計算
2.8.1 殼體直徑計算
2.8.2 殼體厚度的計算
2.9 折流板、支承板的作用及結構
2.9.1 折流板
2.9.2 支承板
2.10 溫差應力及其補償方法
2.10.1 換熱器中的溫差應力
2.10.2 溫差應力的補償
2.10.3 波形膨脹節
2.11 管子拉脫力的計算
2.12 管程與殼程接管
2.12.1 管箱及封頭
2.12.2 殼程接管
2.13 列管式換熱器流體阻力的計算
2.13.1 管程流體阻力
2.13.2 殼程流體阻力
第3章 板式精餾塔設計
3.1 概述
3.1.1 精餾塔的設計要求
3.1.2 浮閥塔及篩板塔的特性
3.1.3 設計步驟和設計說明書內容
3.2 篩板塔設計
3.2.1 設計內容與步驟
3.3 浮閥塔設計
3.3.1 浮閥塔工藝尺寸的計算
3.3.2 浮閥塔板的流體力學驗算
第4章 填料塔設計
4.1 概述
4.1.1 填料塔的特性
4.1.2 填料塔的適用場合
4.1.3 對填料的要求及選擇
4.2 收集基礎數據
4.3 工藝流程的選擇
4.4 做全塔的物料平衡
4.5 確定操作條件（壓力、溫度）
4.6 確定回流比
4.7 填料塔直徑的計算
4.7.1 填料塔的設計氣速
4.7.2 塔徑的確定
4.7.3 填料尺寸
4.8 填料層的壓降
4.9 蒸餾過程填料層高度計算
4.9.1 用等板高度（HETP）計算
4.9.2 用傳質單元高度法計算
4.10 填料塔的附屬結構及設備
4.10.1 冷凝器和再沸器的熱負荷Qc、Qr
4.10.2 冷凝器和再沸器的傳熱面積初估
4.10.3 填料支承結構
4.10.4 液體噴淋裝置
4.10.5 液體再分配裝置
4.10.6 填料塔氣體的進口管和出口管
4.11 關于填料精餾塔總圖的繪制
4.12 關于設計說明書的編寫
附錄一 課程設計說明書
一、設計方案與工藝流程圖
1.設計方案
2.工藝流程圖
二、基礎數據
三、物料衡算
四、確定操作條件
1.確定操作壓力聲
2.確定操作溫度
五、確定回流比
六、理論板數與實際板數
七、確定冷凝器和再沸器的熱負荷Qc，Qr
八、傳熱面積
1.冷凝器
2.再沸器
九、塔徑的計算及板間距的確定
1.汽、液相流率
2.將以上求得的流率換成體積流率
3.塔徑的計算
4.塔截面積
十、堰及降液管的設計
1.取堰長
2.取堰寬及降液管面積
3.停留時間
4.堰高
5.降液管底端與塔板之間的距離（即降液管底隙）
十一、塔飯布置及篩板塔的主要結構參數
1.篩板布置
2.篩孔直徑da，孔中心距t，板厚δ
3.開孔率
4.孔數
十二、水力學計算
1.塔板阻力hp
2.漏液點
3.霧沫夾帶
4.液泛的校核
十三、負荷性能圖
十四、主要接管尺寸的選取
1.進料管
2.回流管
3.釜液出口管
4.塔頂蒸汽管
5.加熱蒸汽管
十五、塔盤結構
參考文獻（略）
附錄二 常用數據
一、單位量綱及其換算
1.一些物理量在三種單位制中的單位和量綱
2.單位換算
二、水與蒸汽的物理性質
1.水的物理性質
2.水在不同溫度下的黏度
3.水的飽和蒸氣壓（-20～100℃）
4.飽和水蒸氣表（以溫度為準）
5.飽和水蒸氣表（以壓強為準）（I）
6.飽和水蒸氣表（以壓強為準）（Ⅱ）
三、干空氣的物理性質（p=101325Pa）
1.國際單位制
2.工程單位制
四、液體及水溶液的物理性質
1.某些液體的重要物理性質
2.油類的相對密度
3.氫氧化鈉水溶液相對密度
4.濃硫酸水溶液相對密度
5.稀硫酸及硝酸、鹽酸水溶液相對密度
6.有機液體相對密度共線圖
7.有機液體的表面張力共線圖
8.某些無機物水溶液的表面張力／（dyn／cm）
9.液體在20℃的體積膨脹系數
10.液體黏度共線圖
11.液體比熱容共線圖
12.某些液體的熱導率A×102／[kcal／（m·h·℃）]
13.液體汽化潛熱共線圖
14.無機溶液在大氣壓（101.3kPa）下的沸點
15.液體的普朗特數（算圖）
五、氣體的重要物理性質
1.某些氣體的重要物理性質
2.氣體黏度共線圖（常壓下用）
3.氣體比熱容共線圖（常壓下用）
4.常用氣體的熱導率
5.某些氣體的Pr數值
六、固體性質
1.常用固體材料的重要物理性質.
2.某些固體材料的黑度（E）
七、管子規格
1.水煤氣輸送鋼管（摘自GB 3091-93，GB 3092-93）
2.無縫鋼管規格簡表
3.熱交換器用HSn62-1，HSn70-1，H68拉制黃銅管（摘自YB 448-64）
4.承插式鑄鐵管規格
八、泵與風機
1.B型水泵性能表（摘錄）
2.8-18、9-27離心通風機綜合特性曲線圖
九、換熱器
1.熱交換器系列標準（摘錄）
2.冷凝器規格
十、轉子流量計、旋風分離器、標準篩目
1.LZB型玻璃轉子流量計系列規格及技術數據
2.CLT／A型旋風分離器（單簡）尺寸及重量
3.標準篩目
十一、流體常用流速范圍
十二、通用常數
1.氣體常數R
2.重力加速度g
參考文獻
1.1 化工原理課程設計的目的
1.2 化工原理課程設計的內容
1.3 安排與要求
第2章 換熱器設計
2.1 概述
2.2 設計方案的確定
2.2.1 列管式換熱器型式的選擇
2.2.2 流程的選擇
2.2.3 流速的選擇
2.2.4 加熱劑、冷卻劑的選用
2.2.5 適宜出口溫度的確定
2.2.6 流體阻力的計算
2.2.7 換熱管規格和排列的選定
2.2.8 列管式換熱器的選用和設計計算步驟
2.2.9 確定設計原則
2.3 工藝計算
2.3.1 傳熱基本方程
2.3.2 有效平均溫度差
2.3.3 傳熱系數K
2.3.4 傳熱膜系數a的計算
2.3.5 傳熱面積A的計算
2.4 管子及其與管板的連接
2.4.1 管子
2.4.2 管子在管板上的固定
2.5 管數、管程數和管子的排列
2.5.1 管數
2.5.2 管程數
2.5.3 管子在管板上的排列形式
2.5.4 管心距
2.6 管程飯的分程及管板與隔板及殼體的連接
2.6.1 分程
2.6.2 管板與管程隔板的連接
2.6.3 管板與殼體的連接結構
2.7 管板尺寸的確定
2.7.1 管板受力情況分析
2.7.2 管板尺寸
2.8 殼體直徑及殼體厚度的計算
2.8.1 殼體直徑計算
2.8.2 殼體厚度的計算
2.9 折流板、支承板的作用及結構
2.9.1 折流板
2.9.2 支承板
2.10 溫差應力及其補償方法
2.10.1 換熱器中的溫差應力
2.10.2 溫差應力的補償
2.10.3 波形膨脹節
2.11 管子拉脫力的計算
2.12 管程與殼程接管
2.12.1 管箱及封頭
2.12.2 殼程接管
2.13 列管式換熱器流體阻力的計算
2.13.1 管程流體阻力
2.13.2 殼程流體阻力
第3章 板式精餾塔設計
3.1 概述
3.1.1 精餾塔的設計要求
3.1.2 浮閥塔及篩板塔的特性
3.1.3 設計步驟和設計說明書內容
3.2 篩板塔設計
3.2.1 設計內容與步驟
3.3 浮閥塔設計
3.3.1 浮閥塔工藝尺寸的計算
3.3.2 浮閥塔板的流體力學驗算
第4章 填料塔設計
4.1 概述
4.1.1 填料塔的特性
4.1.2 填料塔的適用場合
4.1.3 對填料的要求及選擇
4.2 收集基礎數據
4.3 工藝流程的選擇
4.4 做全塔的物料平衡
4.5 確定操作條件（壓力、溫度）
4.6 確定回流比
4.7 填料塔直徑的計算
4.7.1 填料塔的設計氣速
4.7.2 塔徑的確定
4.7.3 填料尺寸
4.8 填料層的壓降
4.9 蒸餾過程填料層高度計算
4.9.1 用等板高度（HETP）計算
4.9.2 用傳質單元高度法計算
4.10 填料塔的附屬結構及設備
4.10.1 冷凝器和再沸器的熱負荷Qc、Qr
4.10.2 冷凝器和再沸器的傳熱面積初估
4.10.3 填料支承結構
4.10.4 液體噴淋裝置
4.10.5 液體再分配裝置
4.10.6 填料塔氣體的進口管和出口管
4.11 關于填料精餾塔總圖的繪制
4.12 關于設計說明書的編寫
附錄一 課程設計說明書
一、設計方案與工藝流程圖
1.設計方案
2.工藝流程圖
二、基礎數據
三、物料衡算
四、確定操作條件
1.確定操作壓力聲
2.確定操作溫度
五、確定回流比
六、理論板數與實際板數
七、確定冷凝器和再沸器的熱負荷Qc，Qr
八、傳熱面積
1.冷凝器
2.再沸器
九、塔徑的計算及板間距的確定
1.汽、液相流率
2.將以上求得的流率換成體積流率
3.塔徑的計算
4.塔截面積
十、堰及降液管的設計
1.取堰長
2.取堰寬及降液管面積
3.停留時間
4.堰高
5.降液管底端與塔板之間的距離（即降液管底隙）
十一、塔飯布置及篩板塔的主要結構參數
1.篩板布置
2.篩孔直徑da，孔中心距t，板厚δ
3.開孔率
4.孔數
十二、水力學計算
1.塔板阻力hp
2.漏液點
3.霧沫夾帶
4.液泛的校核
十三、負荷性能圖
十四、主要接管尺寸的選取
1.進料管
2.回流管
3.釜液出口管
4.塔頂蒸汽管
5.加熱蒸汽管
十五、塔盤結構
參考文獻（略）
附錄二 常用數據
一、單位量綱及其換算
1.一些物理量在三種單位制中的單位和量綱
2.單位換算
二、水與蒸汽的物理性質
1.水的物理性質
2.水在不同溫度下的黏度
3.水的飽和蒸氣壓（-20～100℃）
4.飽和水蒸氣表（以溫度為準）
5.飽和水蒸氣表（以壓強為準）（I）
6.飽和水蒸氣表（以壓強為準）（Ⅱ）
三、干空氣的物理性質（p=101325Pa）
1.國際單位制
2.工程單位制
四、液體及水溶液的物理性質
1.某些液體的重要物理性質
2.油類的相對密度
3.氫氧化鈉水溶液相對密度
4.濃硫酸水溶液相對密度
5.稀硫酸及硝酸、鹽酸水溶液相對密度
6.有機液體相對密度共線圖
7.有機液體的表面張力共線圖
8.某些無機物水溶液的表面張力／（dyn／cm）
9.液體在20℃的體積膨脹系數
10.液體黏度共線圖
11.液體比熱容共線圖
12.某些液體的熱導率A×102／[kcal／（m·h·℃）]
13.液體汽化潛熱共線圖
14.無機溶液在大氣壓（101.3kPa）下的沸點
15.液體的普朗特數（算圖）
五、氣體的重要物理性質
1.某些氣體的重要物理性質
2.氣體黏度共線圖（常壓下用）
3.氣體比熱容共線圖（常壓下用）
4.常用氣體的熱導率
5.某些氣體的Pr數值
六、固體性質
1.常用固體材料的重要物理性質.
2.某些固體材料的黑度（E）
七、管子規格
1.水煤氣輸送鋼管（摘自GB 3091-93，GB 3092-93）
2.無縫鋼管規格簡表
3.熱交換器用HSn62-1，HSn70-1，H68拉制黃銅管（摘自YB 448-64）
4.承插式鑄鐵管規格
八、泵與風機
1.B型水泵性能表（摘錄）
2.8-18、9-27離心通風機綜合特性曲線圖
九、換熱器
1.熱交換器系列標準（摘錄）
2.冷凝器規格
十、轉子流量計、旋風分離器、標準篩目
1.LZB型玻璃轉子流量計系列規格及技術數據
2.CLT／A型旋風分離器（單簡）尺寸及重量
3.標準篩目
十一、流體常用流速范圍
十二、通用常數
1.氣體常數R
2.重力加速度g
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