化工原理课程设计.doc

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营销研究化工原理课程设计

第一章 概述及设计方案简介 1.1 化工原理课程设计的目的和要求 化工原理课程设计可以培养化工类及其相关专业学生的实践能力,提高学生的工程实践能力、分析和解决工程实际问题的能力。力求通过这一环节的学习和训练,是学生能够初步掌握化工单元过程与设备设计的基本程序和方法,具备正确使用相关技术资料的能力,运用简洁的文字和工程语言正确表达设计思想和结果,综合运用所学知识进行化工单元过程与设备设计。课程设计还可以帮助学生树立实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风,使学生受益终身。 课程设计是学习化工设计的基础知识,是培养学生化工设计能力的重要教学环节,通过这一实践教学环节的训练,使学生掌握化工单元过程及设备设计的基本程序和方法,熟悉查阅和正确使用资料,能够在独立分析和解决实际问题的能力方面有较大提高,增强工程观念和时间能力。为此,学生在进行本课程设计的实践过程中,以实事求是的科学态度,严谨、认真的工作作风完成以下内容: (1)设计方案简介 根据任务书提供的条件和要求,进行生产实际调研或查阅有关技术资料,在此基础上,通过分析研究,选定适宜的流程方案和设备类型进行简要的论述。 (2)主要设备的工艺计算 依据有关资料进行工艺设计计算,即进行物料衡算、热量衡算、工艺参数的优化及选择、设备的结构尺寸和工艺尺寸设计计算。 (3)主要设备的结构设计和机械设计 按照详细设计的要求,进行主要设备的结构设计及设备强度计算 (4)典型辅助设备的选型 对典型设备的主要工艺尺寸进行计算,并选定设备的规格型号。 (5)带控制点的工艺流程图 将设计的工艺流程方案用带控制点的工艺流程图表示出来,绘出流程所需全部设备,标出物流方向及主要控制点。 (6)主要设备的工艺条件图 绘制主要设备的工艺条件图,图面包括设备的主要工艺尺寸、技术特性表和接管表 (7)要设备的总装配图 按照国标或行业标准,绘制主要设备的总装备图,按现在形式的发展和实际工作要求,应采用CAD技术绘制图纸。 (8)编写设计说明书 作为整个设计工作的书面总结,在以上设计工作完成后,应以简洁、准确的文字,简洁清晰的图纸及表格编写出设计说明书。说明书的内容应包括 :封面、目录、设计任务书、概述与设计方案简介、设计条件及主要物性参数表、工艺设计计算、机械设计计算、辅助设备的计算及选型、设计结果一览表、设计评述、工艺流程图、设备工艺条件图与总装备图、参数资料和主要符号说明。 1.2 冷凝器的简介 列管式冷凝器有卧式与立式两种类型,被冷凝的工艺蒸气可以走壳程,也可以走管程。其中卧式壳程冷凝和立式管程冷凝是最常用的形式。 1.2.1 卧式壳程冷凝器 壳程上除设有物流进出口接管外,还设有冷凝液排出口和不凝气排出口。壳程蒸气入口处装有防冲板,以减少对管束的直接冲击。壳程中的横向弓形折流板或支撑板圆缺面可以水平或垂直安装。对于水平安装的折流板,为了防止流体短路,切去的圆缺高度不宜大于壳体内径的35%,折流板间最小间距为壳体内径的35%,最大间距不宜大于壳体内径的两倍。为了便于排出冷凝液,折流板的下缘开有槽口。这种水平安装方式可以造成流体的强烈扰动,传热效果好。不论弓形折流板的圆缺面是水平还是垂直安装,当被冷凝工艺蒸气中含有不凝气时,折流板间距应随蒸气冷凝而减小,以增强传热效果。当冷凝表面传热系数小时,在管外可以使用低翅管,翅高1~2mm。若要使冷凝液过冷,可以采用阻液型折流板。卧式壳程冷凝器的优点是压降小,冷却剂走管程便于清洗;缺点是蒸气与凝液产生分离,难于全凝宽沸程范围的混合物。 (1) 水平管束外冷凝表面传热系数 工艺蒸气在水平管束外冷凝表面传热系数用下式计算。 表面传热系数: (1-1) 水平管束冷凝: (1-2) 式中,h *为无量纲冷凝表面传热系数;h0为冷凝表面传热系数,W/(m2K)。 (1-3) 式中,qm为冷凝液的质量流量,kg/s;l为传热管长度,m;ns为当量管数。 (2) 管程表面传热系数 若管程流体无相变传热,则其表面传热系数用下式计算。 (1-4) { (1-5) 式(1-4)的适用条件是: 低黏度流体(η2×10-3Pas) 雷诺数 Re10000; 普朗特数Pr在0.6~160之间; 管长管径之比l/d50; 定性温度可取流体进出口温度的算术平均值; 特征尺寸取传热管内径di。 1.2.2 卧式管程冷凝器 这种冷凝器的管程多是单程或双程。其中传热管长度和直径的大小,以及传热管的排列方式取决于管程和壳程传热

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