化工原理课程设计(郑育英)

《化工原理课程设计》共五章，内容包括绪论、化工设计绘图基础、列管式换热器设计、板式塔设计、填料塔设计。本书以解决实际工程问题为导向，注重理论联系实际，强调工程设计能力和创新能力的培养。
本书可作为高等院校化工、制药、能源、材料、食品、环境、生物等专业的化工原理课程设计教材以及毕业设计参考书，也可供化工及相关领域设计、生产和管理部门工程技术人员参考。

第1章 绪论  1
1.1 课程设计的性质和目的  1
1.2 课程设计的内容和步骤  1
1.2.1 课程设计的内容  1
1.2.2 课程设计的步骤  2
1.3 课程设计的教学组织及考核要求  3
1.4 课程设计的基本要求和其他相关说明  4

第2章 化工设计绘图基础  5
2.1 工艺流程图  5
2.1.1 工艺流程图的分类  5
2.1.2 工艺流程图中常见的图形符号  7
2.1.3 工艺流程图的绘制  16
2.2 主体设备装配图  18
2.2.1 主体设备装配图常用的表达方法  19
2.2.2 主体设备装配图的尺寸标注  21
2.2.3 主体设备装配图的绘制  22

第3章 列管式换热器设计  29
3.1 概述  29
3.1.1 列管式换热器的结构与类型  29
3.1.2 列管式换热器的基本参数及型号表示  32
3.2 设计方案的确定  34
3.2.1 流动空间的选择  34
3.2.2 流速的选择  34
3.2.3 加热剂或冷却剂的选择  35
3.2.4 流体两端温度的确定  36
3.2.5 列管式换热器结构类型的选择  36
3.2.6 管程数与壳程数  37
3.2.7 管子规格及长度  37
3.2.8 管子排列方式与管间距  38
3.3 换热器的设计计算与校核  40
3.3.1 估算传热面积  40
3.3.2 换热器的传热性能校核  41
3.3.3 列管式换热器的压降校核  41
3.4 列管式换热器主要构件的设计与连接  42
3.4.1 分程隔板  42
3.4.2 折流挡板与支承板  44
3.4.3 拉杆与定距管  46
3.4.4 旁路挡板与防冲板  47
3.4.5 管板结构尺寸  50
3.5 标准列管式换热器的设计示例 51

第4章 板式塔设计  56
4.1 概述  56
4.2 设计方案的确定  56
4.2.1 装置流程的确定  57
4.2.2 操作条件的确定  57
4.3 塔板的类型  58
4.3.1 泡罩塔板  58
4.3.2 筛孔塔板  59
4.3.3 浮阀塔板  59
4.4 板式塔工艺设计计算  61
4.4.1 物料衡算  61
4.4.2 理论板数计算  62
4.4.3 塔效率的估算  65
4.4.4 板式塔有效高度的计算  65
4.4.5 塔径的计算  66
4.5 塔板工艺尺寸设计计算  67
4.5.1 溢流装置的设计  67
4.5.2 塔板设计  72
4.5.3 塔板的流体力学验算  77
4.6 板式塔的结构  85
4.7 附件及附属设备  86
4.7.1 附件  86
4.7.2 附属设备  88
4.8 板式塔设计示例  91
4.8.1 浮阀塔设计示例  91
4.8.2 筛板塔设计示例  109

第5章 填料塔设计  110
5.1 填料塔的结构  110
5.2 设计方案的确定  112
5.2.1 工艺流程的选择  112
5.2.2 操作条件的确定  113
5.2.3 吸收剂的选择  113
5.3 填料的性质与选择  114
5.3.1 填料的特性参数  114
5.3.2 填料的基本要求  115
5.3.3 填料类型  115
5.3.4 填料的选择  115
5.4 气液平衡关系  118
5.4.1 亨利定律  118
5.4.2 非等温吸收  119
5.5 填料塔工艺设计计算  119
5.5.1 吸收剂用量  119
5.5.2 泛点气速  121
5.5.3 塔径的计算与校核  123
5.5.4 塔高的计算  124
5.5.5 塔内压降的计算  129
5.6 填料塔的附属装置  131
5.6.1 填料支承装置  131
5.6.2 液体分布装置  135
5.6.3 液体再分布装置  137
5.6.4 填料压板及床层限制板  138
5.6.5 气体的入塔分布结构  139
5.6.6 除沫器的设置  139
5.7 输送设备 140
5.7.1 风机  140
5.7.2 输液泵  140
5.8 填料塔设计示例  140

附录  145
附录1 板式塔塔板结构参数  145
附录2 压力容器常用零部件  147
附录3 钢管规格  153
附录4 壁面污垢热阻的数值范围  158
附录5 换热器有关参数  159
附录6 常用填料的物性参数  162
附录7 常见栅板规格尺寸  163

参考文献  164

化工原理课程设计是化工及相关专业学生学习化工原理系列课程(化工原理、化工原理实验、化工原理课程设计)的必要环节之一，对培养学生运用综合基础知识解决工程实际问题和独立工作的能力起重要作用。
广东工业大学化工原理教学历史悠久、师资力量雄厚，自开设以来，被评为化工部优秀课程、广东省批精品课程、广东省资源共享课程、广东省在线开放课程。化工原理课程设计作为化工原理的实践课程，基于多年来教学团队积累的素材编写。本书注重理论与实践的有机结合，设计示例具有工业生产或科研实践的背景，有利于培养学生分析和解决工程实际问题的能力，增强创新意识。全书包括了化工及相关行业生产中常用的换热器、板式塔、填料塔的设计，每章均包括：设计方案的确定、主要工艺尺寸的设计原理、设备选型、辅助设备的设计与选型等。
本书由郑育英、李军、丁春华、杨楚芬编，全书由郑育英统稿和审核。具体分工如下：、二章由杨楚芬编写、第三章由李军编写、第四章由郑育英编写、第五章由丁春华编写。
由于编者经验及水平有限，其中难免有疏漏和不妥之处，恳请读者批评指正。如果您有任何建议或者意见，请通过[email protected] 联系我们。

编者
2021年9月于广州