本書介紹了六類常用化工單元設備的設計方法以及相應輔助設備的設計和選型。內(nèi)容包括:課程設計基礎、列管式換熱器的選型、填料吸收塔的設計、板式塔的設計、轉(zhuǎn)盤萃取塔的設計、噴霧干燥塔的設計、流化床干燥器的設計、循環(huán)型蒸發(fā)器的設計和計算機軟件在課程設計中的輔助應用共九章。本書可作為大專院校各有關專業(yè)化工原理課程設計的教學指導書,也可作為化工技術(shù)人員的參考書。
本書是按照化工原理課程教學的基本要求,并根據(jù)華東理工大學化工原理課程設計多年來的教學成果編寫而成的。對于化工單元操作的設計,一方面要求綜合應用物理、化學、化工原理和機械制圖等課程的理論知識以決定工藝流程,確定設備結(jié)構(gòu)并計算設備尺寸;另一方面又要根據(jù)設計對象的具體特征,憑借設計者的經(jīng)驗(或借鑒前人的經(jīng)驗),了解設計的訣竅,對過程和設備參數(shù)作合理的選擇和優(yōu)化。后者往往成為設計能否成功的關鍵所在,也是設計區(qū)別于習題(或大型作業(yè))的重要方面。本書力求反映較寬領域內(nèi)典型設備的設計方法,并輔以計算實例,以及計算機模擬和輔助設計,以期使讀者能具體地了解其中的細節(jié)。
本書是按照化工原理課程教學的基本要求,并根據(jù)華東理工大學 化工原理課程設計多年來的教學成果編寫而成的。對于化工單元操作的設計,一方面要求綜合應用物理、化學、化工原理和機械制圖等課程的理論知識以決定工藝流程,確定設備結(jié)構(gòu)并計算設備尺寸;另一方面又要根據(jù)設計對象的具體特征,憑借設計者的經(jīng)驗 (或借鑒前人的經(jīng)驗),了解設計的訣竅,對過程和設備參數(shù)作合理的選擇和優(yōu)化。后者往往成為設計能否成功的關鍵所在,也是設計區(qū)別于習題 (或大型作業(yè))的重要方面。因此,一本好的、有典型實例的設計教材,無疑將有助于學生掌握設計的基本方法和鍛煉學生的設計能力。化工單元操作種類很多,設備型式更是千姿百態(tài)。本書不求包羅萬象,但力求反映較寬領域內(nèi)典型設備的設計方法,并輔以計算實例,以期使讀者能具體地了解其中的細節(jié)。本次修訂中,將換熱器的設計示例和板式精餾塔的設計示例換為更接近于實際課程設計的案例,以期更貼近工藝設計的實際應用;增加了填料吸收塔的設計案例并對第 3 章內(nèi)容做了相應修改。此外,還增加了第 9 章,針對化工原理課程設計中常遇到的迭代計算費時費力,介紹了 Excel 的單變量求解功能;隨著化工模擬軟件 AspenPlus 的普及,越來越多的設計者采用該軟件進行模擬及輔助設計,本書介紹了 AspenPlus 在換熱器和板式精餾塔的輔助設計應用。因此,本書對在職工程技術(shù)人員也是一本有益的參考書。本書由華東理工大學化工原理教研組陳英南、劉玉蘭主編,參加編寫的人員還有齊鳴齋、葉金大、李倩英、吳乃登、陳曉祥、劉輝、秦蓁、陳寧平。在編寫過程中得到化工原理教研室全體教師和兄弟單位有關人員的幫助,在此我們深表感謝!限于編者水平和經(jīng)驗,書中不當之處仍在所難免,懇請讀者批評指正。編 者2017 年 3 月
第 1 章 課程設計基礎
1.1 概述 1
1.1.1 化工設計的重要性及其內(nèi)容 1
1.1.2 化工工藝設計 1
1.1.3 化工原理課程設計的基本要求及內(nèi)容 2
1.2 工藝流程圖 3
1.2.1 工藝流程圖中設備、閥門、管件的表示方法 3
1.2.2 儀表參量代號及儀表圖形符號 7
1.2.3 物料代號 8
1.2.4 物料流程圖 8
1.2.5 帶控制點的工藝流程圖 9
1.2.6 管道儀表流程圖 12
1.2.7 工藝流程設計的參考資料 12
1.3 化工單元設備設計和選型 14
1.3.1 化工單元設備設計方法與步驟 14
1.3.2 化工單元設備設計常用標準和規(guī)范 15
1.4 物性數(shù)據(jù)的查取和估算 18
1.4.1 平均摩爾質(zhì)量 18
1.4.2 密度 18
1.4.3 黏度 19
1.4.4 比熱容 19
1.4.5 導熱系數(shù) 19
1.4.6 汽化潛熱 20
1.4.7 表面張力 20
1.4.8 蒸氣壓 21
1.4.9 物性數(shù)據(jù)的查取及 Internet 上的化工資源 22
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