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第1章 绪论1

1.1化工原理课程设计的目的1

1.2化工原理课程设计的内容1

1.3安排与要求2

第2章 换热器设计3

2.1概述3

2.2设计方案的确定3

列管式换热器型式的选择3

流程的选择4

流速的选择5

加热剂、冷却剂的选用6

适宜出口温度的确定6

流体阻力的计算6

换热管规格和排列的选定7

列管式换热器的选用和设计计算步骤8

确定设计原则8

2.3工艺计算8

传热基本方程9

有效平均温度差9

传热系数K10

传热膜系数α的计算13

传热面积A的计算14

2.4管子及其与管板的连接17

管子17

管子在管板上的固定19

2.5管数、管程数和管子的排列20

管数20

管程数20

管子在管板上的排列形式20

管心距22

2.6管程板的分程及管板与隔板及壳体的连接23

分程23

管板与管程隔板的连接24

管板与壳体的连接结构24

2.7管板尺寸的确定25

管板受力情况分析25

管板尺寸26

2.8壳体直径及壳体厚度的计算33

壳体直径计算33

壳体厚度的计算33

2.9折流板、支承板的作用及结构33

折流板33

支承板36

2.10温差应力及其补偿方法36

换热器中的温差应力36

温差应力的补偿37

波形膨胀节38

2.11管子拉脱力的计算39

2.12管程与壳程接管40

管箱及封头40

壳程接管40

2.13列管式换热器流体阻力的计算42

管程流体阻力42

壳程流体阻力42

第3章 板式精馏塔设计44

3.1概述44

精馏塔的设计要求44

浮阀塔及筛板塔的特性44

设计步骤和设计说明书内容44

3.2筛板塔设计45

设计内容与步骤45

3.3浮阀塔设计60

浮阀塔工艺尺寸的计算60

浮阀塔板的流体力学验算68

第4章 填料塔设计79

4.1概述79

填料塔的特性79

填料塔的适用场合79

对填料的要求及选择79

4.2收集基础数据80

4.3工艺流程的选择80

4.4做全塔的物料平衡80

4.5确定操作条件（压力、温度）81

4.6确定回流比82

4.7填料塔直径的计算83

填料塔的设计气速83

塔径的确定84

填料尺寸84

4.8填料层的压降84

4.9蒸馏过程填料层高度计算85

用等板高度（HETP）计算85

用传质单元高度法计算85

4.10填料塔的附属结构及设备89

冷凝器和再沸器的热负荷Qe、Qr89

冷凝器和再沸器的传热面积初估89

填料支承结构89

液体喷淋装置90

液体再分配装置90

填料塔气体的进口管和出口管90

4.11关于填料精馏塔总图的绘制90

4.12关于设计说明书的编写91

附录一 课程设计说明书92

一、设计方案与工艺流程图94

设计方案94

工艺流程图94

二、基础数据94

三、物料衡算95

四、确定操作条件96

确定操作压力ρ96

确定操作温度96

五、确定回流比97

六、理论板数与实际板数98

七、确定冷凝器和再沸器的热负荷Qe，Qr99

八、传热面积99

冷凝器99

再沸器100

九、塔径的计算及板间距的确定100

汽、液相流率100

将以上求得的流率换成体积流率100

塔径的计算101

塔截面积102

十、堰及降液管的设计102

取堰长102

取堰宽及降液管面积103

停留时间103

堰高103

降液管底端与塔板之间的距离（即降液管底隙）h。104

十一、塔板布置及筛板塔的主要结构参数104

筛板布置104

筛孔直径do，孔中心距t，板厚δ104

开孔率104

孔数105

十二、水力学计算105

塔板阻力hp105

漏液点106

雾沫夹带107

液泛的校核108

十三、负荷性能图108

十四、主要接管尺寸的选取113

进料管113

回流管113

釜液出口管113

塔顶蒸汽管113

加热蒸汽管114

十五、塔盘结构114

参考文献（略）114

附录二 常用数据115

一、单位量纲及其换算115

一些物理量在三种单位制中的单位和量纲115

单位换算115

二、水与蒸汽的物理性质119

水的物理性质119

水在不同温度下的黏度121

水的饱和蒸气压（-20～100℃）121

饱和水蒸气表（以温度为准）122

饱和水蒸气表（以压强为准）（Ⅰ）123

饱和水蒸气表（以压强为准）（Ⅱ）124

三、干空气的物理性质（ρ＝101325Pa）125

国际单位制125

工程单位制126

四、液体及水溶液的物理性质127

某些液体的重要物理性质127

油类的相对密度129

氢氧化钠水溶液相对密度129

浓硫酸水溶液相对密度130

稀硫酸及硝酸、盐酸水溶液相对密度131

有机液体相对密度共线图132

有机液体的表面张力共线图133

某些无机物水溶液的表面张力／（dyn／cm）134

液体在20℃的体积膨胀系数135

液体黏度共线图135

液体比热容共线图136

某些液体的热导率λ×102／［kcal／（m·h·℃）］137

液体汽化潜热共线图138

无机溶液在大气压（101.3kPa）下的沸点139

液体的普朗特数（算图）140

五、气体的重要物理性质141

某些气体的重要物理性质141

气体黏度共线图（常压下用）142

气体比热容共线图（常压下用）143

常用气体的热导率144

某些气体的Pr数值144

六、固体性质145

常用固体材料的重要物理性质145

某些固体材料的黑度（ε）145

七、管子规格147

水煤气输送钢管（摘自GB3091—93，GB3092—93）147

无缝钢管规格简表148

热交换器用HSn62-1，HSn70-1，H68拉制黄铜管（摘自YB448—64）148

承插式铸铁管规格149

八、泵与风机149

B型水泵性能表（摘录）149

8-18、9-27离心通风机综合特性曲线图151

九、换热器152

热交换器系列标准（摘录）152

冷凝器规格154

十、转子流量计、旋风分离器、标准筛目155

LZB型玻璃转子流量计系列规格及技术数据155

CLT／A型旋风分离器（单筒）尺寸及重量155

标准筛目156

十一、流体常用流速范围157

十二、通用常数159

气体常数R159

重力加速度g160

参考文献161