《化工原理課程設計》以精餾塔（浮閥塔和篩板塔）設計為主，附以換熱器、離心泵及管道設計和選型。主要介紹了板式精餾塔的設計計算，并就有關流程方案的確定以及附屬設備的選型作了介紹，此外給出了設計時所使用的現行技術標準和一些基礎數據。《化工原理課程設計》為化工原理課程教學的配套教材，可作為化工原理課程設計、化工類專業畢業設計的參考資料。
化工原理課程設計是化學工程與工藝類相關專業學生學習化工原理課程必修的三大環節之一，起著培養學生運用綜合基礎知識解決工程問題和獨立工作能力的重要作用。
本書以精餾塔（浮閥塔和篩板塔）設計為主，附以換熱器、離心泵及管道設計和選型。主要介紹板式塔精餾塔的設計計算，并就有關流程方案的確定以及附屬設備的選型作了介紹，此外給出了設計時所使用的現行技術標準和一些基礎數據。為提高教學質量，增加學生的學習興趣，本書還編寫了換熱器設計及板式精餾塔多媒體教學仿真設計軟件，這對培養學生的創新思維能力、分析判斷能力和設計能力起到了良好的促進作用。
本書為化工原理課程教學的配套教材，可作為化工原理課程設計、化工類專業畢業設計的參考資料，也可作為化工原理課程教學的參考用書。
本書共分5章。全書由申迎華、郝曉剛統稿。第1、2章由申迎華編寫;第3章的31至33由郝曉剛編寫，其余部分由王韻芳編寫;第4章由邱麗編寫;第5章由段東紅編寫;附錄由申迎華、王韻芳和邱麗編寫。
本書在編寫過程中得到太原理工大學化工原理教研室各位同仁的幫助。張忠林、王忠德、朱全紅和李林嶼等在圖表的繪制方面給予了大力幫助，在此一并表示感謝。
由于我們經驗不足，水平有限，其中難免有不妥之處，懇請各位讀者批評指正。
第1章 緒論1
1．1 化工原理課程設計的目的1
1．2 化工原理課程設計的內容和步驟1
1．2．1 課程設計的基本內容1
1．2．2 課程設計的方法與步驟2
1．3 化工原理課程設計的任務要求2
1．3．1 設計說明書的編排和要求3
1．3．2 設計圖紙要求3
1．3．3 設計的有關說明3
1．4 CAD及仿真技術在化工設計中的應用4
1．4．1 模擬計算4
1．4．2 圖形繪制4
1．4．3 智能CAD與專家系統5
1．4．4 化工過程仿真技術5
第2章 化工設計計算及繪圖基礎6
2．1 化工設計計算基礎6
2．1．1 物料衡算6
2．1．2 熱量衡算6
2．1．3 物性數據的查取和估算7
2．2 化工設計繪圖基礎11
2．2．1 工藝流程圖的分類12
2．2．2 帶控制點工藝流程圖的繪制13
2．2．3 主體設備工藝條件圖20
2．2．4 設備裝配圖20
第3章 板式塔的設計23
3．1 概述23
3．1．1 精餾操作對塔設備的要求23
3．1．2 板式塔的類型23
3．1．3 精餾塔設計的內容及要求24
3．2 設計方案的確定25
3．2．1 流程的確定25
3．2．2 操作條件的確定26
3．2．3 確定設計方案的原則26
3．3 板式精餾塔的工藝計算27
3．3．1 物料衡算與操作線方程27
3．3．2 塔主要部位（塔頂、進料板和塔底）的壓力和溫度29
3．3．3 理論塔板數的求取31
3．3．4 實際塔板數的確定33
3．4 板式塔主要尺寸的設計計算34
3．4．1 塔的有效高度和板間距的初選34
3．4．2 塔徑35
3．4．3 溢流裝置的設計37
3．4．4 塔板布置40
3．4．5 浮閥塔的設計計算40
3．4．6 篩板塔的設計計算46
3．5 板式塔的結構49
3．5．1 塔的總體結構49
3．5．2 塔體總高度49
3．5．3 塔板結構50
3．6 精餾塔的附件及附屬設備56
3．6．1 封頭和法蘭的選型56
3．6．2 接管直徑56
3．6．3 回流冷凝器57
3．6．4 再沸器58
3．6．5 離心泵的選擇59
3．7 精餾塔的設計計算實例60
實例一苯甲苯精餾塔設計60
實例二乙醇水精餾塔設計71
第4章 列管式換熱器的設計84
4．1 概述84
4．1．1 換熱器的類型84
4．1．2 設計主要內容85
4．2 換熱器的工藝設計86
4．2．1 設計方案的確定86
4．2．2 換熱器的工藝設計步驟87
4．2．3 換熱器的工藝設計計算88
4．3 換熱器結構設計89
4．3．1 換熱管89
4．3．2 殼體直徑91
4．3．3 折流擋板92
4．3．4 其他部件93
4．3．5 材料選用93
4．4 換熱器的校核93
4．4．1 流體通過換熱器阻力的校核93
4．4．2 傳熱面積的校核94
4．5 換熱器的設計計算實例97
第5章 化工原理課程設計仿真103
5．1 仿真技術簡介103
5．1．1 仿真技術概念及其發展103
5．1．2 化工過程仿真技術103
5．1．3 化工原理課程設計仿真104
5．2 板式精餾塔設計仿真操作要點105
5．2．1 軟件功能特點簡介105
5．2．2 軟件的組成部分105
5．2．3 軟件操作說明105
5．3 列管式換熱器設計仿真操作要點109
5．3．1 軟件功能特點簡介109
5．3．2 軟件操作說明109
附錄111
附錄1常用有機物質的Antoine方程常數
附錄2典型二元物系溶液氣液平衡數據
附錄3常見二元物系的物性數據
附錄4常見物質的物性共性線圖
附錄5板式塔塔板結構參數
附錄6壓力容器常用零部件
附錄7鋼管規格
附錄8列管式換熱器中傳熱系數K值范圍推薦值
附錄9壁面污垢熱阻的數值范圍
附錄10換熱器有關參數
參考文獻139
第1章 緒論
化工工藝設計指生產方式的選擇、生產工藝流程設計、工藝計算（物料平衡和能量平衡）、非標準化工設備的設計、標準設備的選型及管線的配置，并對公用工程（水、電、汽等）提出工藝要求。
設計是一項創造勞動，是設計者對許多構思加以綜合、應用基礎知識和專業知識去實現設計目標的一個過程。設計是一門綜合學科，涉及面很廣，它要求設計者要有扎實的理論基礎、較強的實踐能力和高度的責任感，應用正確的設計思想，從國情出發、從實際出發，采用先進的科學技術，有效利用資源，做到技術上先進、經濟上合理，使設計處于多方位優化狀態。
1.1 化工原理課程設計的目的
化工原理課程設計是化工類相關專業的本科生運用化工原理及有關先修課程的基本知識去完成某一設計任務的一次較為全面的化工初步設計訓練，是化工原理課程最后一個重要的教學環節，其基本目的包括：
（1）使學生初步掌握化工單元操作設計的基本方法和程序；
（2）訓練學生的基本技能，如計算、繪圖、運用設計資料（手冊、標準和規范）、使用經驗數據，進行經驗估算和處理數據等；
（3）提高學生運用工程語言（簡潔的文字、清晰的圖表、正確的計算）表達設計思想的能力；
（4）培養學生理論聯系實際的正確設計思想，訓練綜合運用已學過的理論和實際知識去分析和解決工程問題的能力。
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