化工原理課程設(shè)計-2018

1、化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計 應(yīng)用化學(xué)專業(yè)應(yīng)用化學(xué)專業(yè) 王華軍王華軍 華中科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院華中科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院 2018.62018.6 提提 綱綱 1?；ぴ碚n程設(shè)計的目的。化工原理課程設(shè)計的目的 2。化工原理課程設(shè)計的內(nèi)容?；ぴ碚n程設(shè)計的內(nèi)容 3。繪圖。繪圖 4。設(shè)計任務(wù)及要求設(shè)計任務(wù)及要求 列管式換熱器設(shè)計列管式換熱器設(shè)計 板式精餾塔設(shè)計板式精餾塔設(shè)計 1 化工原理課程設(shè)計的目的化工原理課程設(shè)計的目的 （1）課程設(shè)計是課程設(shè)計是化工原理化工原理課程的一個課程的一個總結(jié)性總結(jié)性教教 學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本門課程及有關(guān)選修課學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本門課程及有關(guān)

2、選修課 程的基本知識去程的基本知識去解決某一設(shè)計任務(wù)的一次訓(xùn)練，解決某一設(shè)計任務(wù)的一次訓(xùn)練，是使是使 學(xué)生體會學(xué)生體會工程設(shè)計復(fù)雜性的初步嘗試工程設(shè)計復(fù)雜性的初步嘗試。 （2）在整個教學(xué)計劃中，課程設(shè)計起著培養(yǎng)學(xué)生）在整個教學(xué)計劃中，課程設(shè)計起著培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)獨(dú) 立工作能力立工作能力的重要作用。的重要作用。 （3）通過課程設(shè)計，可以樹立正確的設(shè)計思想，培）通過課程設(shè)計，可以樹立正確的設(shè)計思想，培 養(yǎng)養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、高度負(fù)責(zé)實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、高度負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)。的工作作風(fēng)。 工程設(shè)計初步訓(xùn)練工程設(shè)計初步訓(xùn)練 理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁 1 化工原理課程設(shè)計的目的化工原理課程設(shè)計的目

3、的 （4）通過課程設(shè)計）通過課程設(shè)計,學(xué)生應(yīng)注重以下能力的訓(xùn)練和培學(xué)生應(yīng)注重以下能力的訓(xùn)練和培 養(yǎng)：養(yǎng)： 1. 查閱資料查閱資料，選用公式和搜集數(shù)據(jù)選用公式和搜集數(shù)據(jù)的能力；的能力； 2. 樹立既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性，又考慮樹立既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性，又考慮 經(jīng)濟(jì)上的合理性，并注意到操作時的勞動條件和環(huán)境經(jīng)濟(jì)上的合理性，并注意到操作時的勞動條件和環(huán)境 保護(hù)的保護(hù)的正確設(shè)計思想正確設(shè)計思想，在這種設(shè)計思想的指導(dǎo)下去分，在這種設(shè)計思想的指導(dǎo)下去分 析和解決實(shí)際問題的能力；析和解決實(shí)際問題的能力； 3. 迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行工程計算工程計算的能力；的能力； 4. 用用精煉的語言，

4、簡潔的文字，清晰的圖表精煉的語言，簡潔的文字，清晰的圖表來表來表 達(dá)自己設(shè)計思想的能力。達(dá)自己設(shè)計思想的能力。 課程設(shè)計對培養(yǎng)設(shè)計能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)尤為重要。課程設(shè)計對培養(yǎng)設(shè)計能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)尤為重要。 2 化工原理課程設(shè)計的內(nèi)容化工原理課程設(shè)計的內(nèi)容 （一）課程設(shè)計的基本內(nèi)容（一）課程設(shè)計的基本內(nèi)容 1. 設(shè)計方案簡介設(shè)計方案簡介 對給定或選定的工藝流程、主要的設(shè)備型式進(jìn)行對給定或選定的工藝流程、主要的設(shè)備型式進(jìn)行 簡要的論述；簡要的論述； 2. 主要設(shè)備的工藝設(shè)計計算主要設(shè)備的工藝設(shè)計計算 包括工藝參數(shù)的選定、物料衡算、熱量衡算、包括工藝參數(shù)的選定、物料衡算、熱量衡算、 設(shè)備的工藝尺

5、寸計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計；設(shè)備的工藝尺寸計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計； 3. 典型輔助設(shè)備的選型和計算典型輔助設(shè)備的選型和計算 包括典型輔助設(shè)備的主要工藝尺寸計算和設(shè)備型包括典型輔助設(shè)備的主要工藝尺寸計算和設(shè)備型 號規(guī)格的選定；號規(guī)格的選定； 2 化工原理課程設(shè)計的內(nèi)容化工原理課程設(shè)計的內(nèi)容 4. 帶控制點(diǎn)的工藝流程簡圖帶控制點(diǎn)的工藝流程簡圖 以單線圖的形式繪制，標(biāo)出主體設(shè)備和輔助設(shè)備以單線圖的形式繪制，標(biāo)出主體設(shè)備和輔助設(shè)備 的物料流向、物流量、能流量和主要化工參數(shù)測量點(diǎn)；的物料流向、物流量、能流量和主要化工參數(shù)測量點(diǎn)； 5. 主體設(shè)備工藝條件圖主體設(shè)備工藝條件圖 (裝配圖裝配圖) 圖面上應(yīng)包括設(shè)備的主要工藝尺寸

6、，技術(shù)特性表圖面上應(yīng)包括設(shè)備的主要工藝尺寸，技術(shù)特性表 和接管表；和接管表； 6. 撰寫設(shè)計說明書撰寫設(shè)計說明書 2 化工原理課程設(shè)計的內(nèi)容化工原理課程設(shè)計的內(nèi)容 （二）課程設(shè)計報告（二）課程設(shè)計報告 課程設(shè)計報告由課程設(shè)計報告由說明書和圖紙說明書和圖紙兩部分組成。說明兩部分組成。說明 書是設(shè)計的書面總結(jié)，也是后續(xù)設(shè)計工作的主要依據(jù)，書是設(shè)計的書面總結(jié)，也是后續(xù)設(shè)計工作的主要依據(jù)， 應(yīng)包括以下主要內(nèi)容：應(yīng)包括以下主要內(nèi)容： （1）封面（課程設(shè)計題目、班級、姓名、指導(dǎo)教師、）封面（課程設(shè)計題目、班級、姓名、指導(dǎo)教師、 時間時間 ）；）； （2）目錄；）目錄； （3）設(shè)計任務(wù)書；）設(shè)計任務(wù)書； （

7、4）設(shè)計方案簡介；）設(shè)計方案簡介； （5）設(shè)計條件及主要物性參數(shù)表；）設(shè)計條件及主要物性參數(shù)表； 2 化工原理課程設(shè)計的內(nèi)容化工原理課程設(shè)計的內(nèi)容 （6）工藝計算及主體設(shè)備設(shè)計；）工藝計算及主體設(shè)備設(shè)計； （7）輔助設(shè)備的計算及選型；）輔助設(shè)備的計算及選型； （8）設(shè)計結(jié)果匯總表；）設(shè)計結(jié)果匯總表； （9）設(shè)計評述及設(shè)計者對本設(shè)計有關(guān)問題的討論；）設(shè)計評述及設(shè)計者對本設(shè)計有關(guān)問題的討論； （10）（附圖）工藝流程圖（簡）及）（附圖）工藝流程圖（簡）及主體設(shè)備工藝主體設(shè)備工藝 條件圖（裝配圖）條件圖（裝配圖）； （11）致謝）致謝 （12）參考文獻(xiàn)。）參考文獻(xiàn)。 3 繪圖繪圖 3.3.塔板結(jié)構(gòu)圖

8、塔板結(jié)構(gòu)圖 3#3# 4.4.帶控制點(diǎn)的工藝流程簡圖帶控制點(diǎn)的工藝流程簡圖 2#2#或加長或加長3# 3# 以單線圖的形式繪制，標(biāo)出主體設(shè)備和輔助設(shè)備的物料以單線圖的形式繪制，標(biāo)出主體設(shè)備和輔助設(shè)備的物料 流向、物流量、能流量和主要化工參數(shù)測控點(diǎn)。流向、物流量、能流量和主要化工參數(shù)測控點(diǎn)。 5.5.主體設(shè)備工藝條件圖（裝配圖）主體設(shè)備工藝條件圖（裝配圖） 1# 1# 或或2#2# 包括設(shè)備的主要工藝尺寸、技術(shù)特性表和接管表包括設(shè)備的主要工藝尺寸、技術(shù)特性表和接管表 直角坐標(biāo)紙，包括局部放大直角坐標(biāo)紙，包括局部放大 2.2.塔板負(fù)荷性能圖塔板負(fù)荷性能圖直角坐標(biāo)紙直角坐標(biāo)紙 1.1.圖解求理論板數(shù)

9、圖解求理論板數(shù) （一（一. .）繪圖項目）繪圖項目 a.a.帶控制點(diǎn)的工藝流程帶控制點(diǎn)的工藝流程簡圖簡圖 一般應(yīng)包括如下內(nèi)容：一般應(yīng)包括如下內(nèi)容： 流程（設(shè)備流程（設(shè)備, , 管線管線, , 測控點(diǎn)：說清來龍去脈）測控點(diǎn)：說清來龍去脈） (1)(1)設(shè)備示意圖設(shè)備示意圖 大致按設(shè)備外形比例畫出，標(biāo)明設(shè)備的主要管口，適當(dāng)考大致按設(shè)備外形比例畫出，標(biāo)明設(shè)備的主要管口，適當(dāng)考 慮設(shè)備合理的相對位置；慮設(shè)備合理的相對位置； (2)(2)設(shè)備流程號；設(shè)備流程號； 3 繪圖繪圖 (3)(3)物料及動力物料及動力( (水、汽、真空、壓縮機(jī)、冷凍鹽水等水、汽、真空、壓縮機(jī)、冷凍鹽水等) )管線及管線及 流向箭

10、頭；流向箭頭； (4)(4)管線上的主要閥門、設(shè)備及管道的必要附件，如冷凝水排管線上的主要閥門、設(shè)備及管道的必要附件，如冷凝水排 除器、管道過濾器、阻火器等；除器、管道過濾器、阻火器等； (5)(5)必要的計量控制儀表必要的計量控制儀表, ,如流量計如流量計F F、液位計、液位計L L、壓強(qiáng)表真空表、壓強(qiáng)表真空表 P P及其它測量儀表等；及其它測量儀表等； (6)(6)簡要的文字注釋，如冷卻水、加熱蒸汽來源、熱水及半成簡要的文字注釋，如冷卻水、加熱蒸汽來源、熱水及半成 品去向等。品去向等。 3 繪圖繪圖 帶控制點(diǎn)的工藝流程圖一般是由工藝專業(yè)人員和自控專業(yè)人員帶控制點(diǎn)的工藝流程圖一般是由工藝專業(yè)

11、人員和自控專業(yè)人員 合作繪制的。合作繪制的。 課程設(shè)計只要求能標(biāo)繪出測控點(diǎn)即可。課程設(shè)計只要求能標(biāo)繪出測控點(diǎn)即可。 （b b）主體設(shè)備工藝條件圖（裝配圖）主體設(shè)備工藝條件圖（裝配圖） 主體設(shè)備是指在每個單元操作中處于核心地位的關(guān)鍵設(shè)備主體設(shè)備是指在每個單元操作中處于核心地位的關(guān)鍵設(shè)備 主體設(shè)備工藝條件圖是將設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝尺寸計算結(jié)果主體設(shè)備工藝條件圖是將設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝尺寸計算結(jié)果 表示出來的總圖。表示出來的總圖。 (1)(1)設(shè)備圖形設(shè)備圖形 指主要尺寸指主要尺寸( (外形尺寸、結(jié)構(gòu)尺寸、連接外形尺寸、結(jié)構(gòu)尺寸、連接 尺寸尺寸) )、接管、人孔等。、接管、人孔等。 (2)(2)技術(shù)特性

12、技術(shù)特性 指裝置的用途、生產(chǎn)能力、最大允許壓強(qiáng)、指裝置的用途、生產(chǎn)能力、最大允許壓強(qiáng)、 最高介質(zhì)溫度、介質(zhì)的毒性和爆炸危險性等。最高介質(zhì)溫度、介質(zhì)的毒性和爆炸危險性等。 (3)(3)設(shè)備組成一覽表設(shè)備組成一覽表 主體設(shè)備工藝條件圖包括的內(nèi)容主體設(shè)備工藝條件圖包括的內(nèi)容 3 繪圖繪圖 （二（二. .）繪圖注意事項）繪圖注意事項 1.1.圖幅圖幅 2.2.圖例與圖簽（標(biāo)題欄）圖例與圖簽（標(biāo)題欄） 圖例是將物料流程圖中畫出的有關(guān)管線、閥門、設(shè)備附件、計圖例是將物料流程圖中畫出的有關(guān)管線、閥門、設(shè)備附件、計 量控制儀表等圖形用文字予以說明。量控制儀表等圖形用文字予以說明。 圖簽是圖名、設(shè)計單位、設(shè)計人

13、員簽名（職責(zé)）的一份表格，圖簽是圖名、設(shè)計單位、設(shè)計人員簽名（職責(zé)）的一份表格， 其位置在流程圖右下角。邊框線及不同內(nèi)容分隔線均為粗實(shí)線，其位置在流程圖右下角。邊框線及不同內(nèi)容分隔線均為粗實(shí)線， 其余為細(xì)實(shí)線。其余為細(xì)實(shí)線。 3 3。明細(xì)欄。明細(xì)欄 4 4。管口表。管口表 5 5。技術(shù)特性表。技術(shù)特性表 6 6 件號的編寫件號的編寫 件號應(yīng)盡量編排在主視圖上，由主視圖的左下方開始，件號應(yīng)盡量編排在主視圖上，由主視圖的左下方開始， 按順時針方向連續(xù)編號，在垂直和水平方向應(yīng)排列整齊，按順時針方向連續(xù)編號，在垂直和水平方向應(yīng)排列整齊， 盡量保持間隔均勻，并盡可能編排在圖形的左側(cè)和上方盡量保持間隔均勻

14、，并盡可能編排在圖形的左側(cè)和上方 以及外形尺寸線的內(nèi)側(cè)。以及外形尺寸線的內(nèi)側(cè)。 件號若有遺漏或需增添時，則應(yīng)編排在外圍。件號若有遺漏或需增添時，則應(yīng)編排在外圍。 7.7.圖線基本要求圖線基本要求 4 設(shè)計任務(wù)及要求設(shè)計任務(wù)及要求 （一）列管式換熱器設(shè)計任務(wù)書（一）列管式換熱器設(shè)計任務(wù)書 1。設(shè)計題目。設(shè)計題目 煤油冷卻器設(shè)計煤油冷卻器設(shè)計 2。設(shè)計任務(wù)及操作條件。設(shè)計任務(wù)及操作條件 設(shè)備型式：列管式換熱器設(shè)備型式：列管式換熱器 處理能力：處理能力：15+0.1nm萬噸萬噸/年煤油。年煤油。 (n=1,2,3為班號；為班號；m為學(xué)號后兩位為學(xué)號后兩位) 操作條件：操作條件： （1）煤油：入口溫度

15、）煤油：入口溫度140，出口，出口40 ； （2）冷卻介質(zhì)：自來水。）冷卻介質(zhì)：自來水。 （3）允許壓降：不大于）允許壓降：不大于105Pa （4）煤油定性溫度下的物性數(shù)據(jù)：密度）煤油定性溫度下的物性數(shù)據(jù)：密度825kg/m3，粘度：，粘度： 7.1510-4Pas，比熱容為，比熱容為2.22kJ/(kg ) ，導(dǎo)熱系數(shù)為，導(dǎo)熱系數(shù)為 0.14W/(m )。 4 設(shè)計任務(wù)及要求設(shè)計任務(wù)及要求 （5）每年按）每年按330天計算，每天天計算，每天24小時運(yùn)行。小時運(yùn)行。 3.設(shè)計項目設(shè)計項目 試設(shè)計選擇適宜的列管式換熱器并進(jìn)行核算。根據(jù)設(shè)計項目試設(shè)計選擇適宜的列管式換熱器并進(jìn)行核算。根據(jù)設(shè)計項目

16、繪出換熱器裝配圖。繪出換熱器裝配圖。 4 設(shè)計任務(wù)及要求設(shè)計任務(wù)及要求 （二）板式精餾塔設(shè)計任務(wù)書（二）板式精餾塔設(shè)計任務(wù)書 1。題目：乙醇。題目：乙醇-水連續(xù)精餾塔的設(shè)計水連續(xù)精餾塔的設(shè)計 2。設(shè)計任務(wù)及操作條件。設(shè)計任務(wù)及操作條件 （1）進(jìn)料組成中含乙醇）進(jìn)料組成中含乙醇25%(質(zhì)量質(zhì)量)，其余為水。，其余為水。 （2）產(chǎn)品中乙醇含量不得低于）產(chǎn)品中乙醇含量不得低于94% (質(zhì)量質(zhì)量)。 （3）殘液中乙醇含量不得高于）殘液中乙醇含量不得高于0.1%(質(zhì)量質(zhì)量)。 （4）生產(chǎn)能力為日產(chǎn)）生產(chǎn)能力為日產(chǎn)(24h) 50+0.1nm噸噸94%(質(zhì)量質(zhì)量)的乙的乙 醇產(chǎn)品。醇產(chǎn)品。 (n=1,2,

17、3為班號；為班號；m為學(xué)號后兩位為學(xué)號后兩位) （5）操作條件）操作條件 4 設(shè)計任務(wù)及要求設(shè)計任務(wù)及要求 精餾塔塔頂壓強(qiáng)精餾塔塔頂壓強(qiáng)4kPa(表壓表壓)。 進(jìn)料熱狀態(tài)，自選。進(jìn)料熱狀態(tài)，自選。 回流比，自選?；亓鞅?，自選。 加熱蒸氣，低壓蒸氣。加熱蒸氣，低壓蒸氣。 單板壓降不大于單板壓降不大于0.7kPa。 （6）設(shè)備型式：篩板塔）設(shè)備型式：篩板塔 （7）廠址：武漢地區(qū)）廠址：武漢地區(qū) 3。設(shè)計內(nèi)容。設(shè)計內(nèi)容 1）設(shè)計方案的確定及流程說明）設(shè)計方案的確定及流程說明 2）塔的工藝計算（理論板需圖解求取用坐標(biāo)紙繪制乙醇）塔的工藝計算（理論板需圖解求取用坐標(biāo)紙繪制乙醇-水溶水溶 液的液的y-x圖

18、一張，并用圖解法求理論塔板數(shù)圖一張，并用圖解法求理論塔板數(shù) ) 4 設(shè)計任務(wù)及要求設(shè)計任務(wù)及要求 3 3）塔和塔板主要工藝尺寸設(shè)計）塔和塔板主要工藝尺寸設(shè)計 (1)(1)塔高、塔徑及塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定。塔高、塔徑及塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定。 (2)(2)塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算。塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算。 (3)(3)塔板的負(fù)荷性能圖塔板的負(fù)荷性能圖。 （4 4）設(shè)計結(jié)果一覽表）設(shè)計結(jié)果一覽表 （5 5）輔助設(shè)備選型輔助設(shè)備選型與計算與計算 （6 6）工藝流程簡圖（）工藝流程簡圖（2 2或加長或加長3 3）及）及精餾塔的工藝條件圖精餾塔的工藝條件圖 （裝配圖）（裝配圖）（ 1 1或或2 2 ）、）、塔板結(jié)構(gòu)條件圖塔板結(jié)構(gòu)條件圖 （3 3可用方可用方 格座標(biāo)紙）格座標(biāo)紙） （7 7）設(shè)計評述或有關(guān)問題的分析討論、致謝。）設(shè)計評述或有關(guān)問題的分析討論、致謝。 4 設(shè)計任務(wù)及要求設(shè)計任務(wù)及要求 （三）設(shè)計要求（三）設(shè)計要求 1。以上兩題任選一題完成。以上兩題任選一題完成。 2。上交資料：設(shè)計報告。上交資料：設(shè)計報告(設(shè)計說明書和圖紙設(shè)計說明書和圖紙)。圖紙主要是主。圖紙主要是主 體設(shè)備工藝條件圖體設(shè)備工藝條件圖(裝配圖裝配圖)。 3。工藝計算可以筆算，也可以采用相關(guān)軟件如。工藝計算可以筆算，也可以采用相關(guān)軟件如Aspen