过程装备设计2教案

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1、《过程装备设计》2教案(本教案由2部分组成:教案1:文字稿教案2:多媒体CAI课件)课程编号:16073020学分:2.5参考学时:45适用专业:过程装备与控制工程授课教师:唐委校一.课程的性质、目的和任务《过程设备设计》是为过程装备与控制工程专业的专业必修课之一。本课程主要介绍过程设备(流体存储、传热、传质和反应设备)的典型结构、受力分析、强度计算及其促进和强化各工艺过程的措施方法。学生通过本课程的学习,掌握典型过程设备设计的基本原则和方法并进一步运用它了解、分析、设计其他类型的设备与结构,进行创造性工作。二.课程的基本要求突出基本理论与结构设计的有机结合,强化

2、工程实用性和专业针对性,力求与过程设备技术的最新进展同步,以实现符合专业培养目标的要求。三.授课内容:《过程装备设计》由五部分内容组成:前言:过程装备设计概述2学时第一章:塔设备14学时第二章:换热设备14学时第三章:反应设备8学时第四章:存储设备8学时(机动)2学时前言:过程装备设计概述(1学时)基本概念:1.过程:从原料到产品,要经过一系列物理的或化学的加工处理步骤,这一系列加工处理步骤成为过程。2.过程设备:完成上述过程中物料的粉碎、混合、储存、分离、传热、反应等操作所需要的设备。3.过程设备的应用:过程设备在生产技术领域中的应用十分广泛,是化工、炼油、轻工

3、、食品、制药、冶金、纺织、城建、海洋工程等传统部门所必须的关键设备,也是高新技术领域,如航空航天技术、能源技术、先进防御技术等离不开的过程设备。4.过程设备设计:是根据产品在全寿命周期内的功能和市场竞争要求(性能、质量、成本等),综合考虑环境要求和资源利用率,运用工艺、机械、控制、力学、材料,以及美学、经济学等知识,经过设计师的创造性劳动,制定可用于制造的技术文件。5.过程设备的特点:a.功能原理多种多样b.化机电一体化c.外壳一般为压力容器,压力容器往往要承受高压、高温、高真空、强腐蚀等苛刻工作条件。发展趋势:多功能、大型化、成套化、专业化6.过程设备的基本要求

4、:a.安全可靠1)材料的强度高、韧性好2)材料与介质相容3)结构有足够的刚度和抗失稳能力4)密封性能好b.满足过程要求1)功能要求2)寿命要求c.综合经济性好1)生产效率高2)结构合理、消耗低3)易于运输和安装d.易于操作、维护和控制1)操作简单2)可维护性、可修理性好3)便于控制e.优良的环境性能7.过程设备设计基本步骤a.需求和目标界定b.总体结构设计c.零部件结构设计d.参数设计8.影响参数设计的因素1)设计准则2)材料3)规范标准9.过程设备更新换代的途径1)改变工作原理2)改进制造工艺、结构和材料以提高综合技术性能3)加强辅助功能使其更适应使用者。第一章

5、.塔设备(13学时)重点:塔设备的分类、结构形式及特点,强度计算及设计方法难点:塔设备的强度计算、塔的振动分析及防振要点:塔设备的典型结构、适用范围、结构设计、防振措施基本概念:填料塔,填料,板式塔,塔盘板,降液管,受液盘,溢流堰,进口堰,除沫器,裙座,共振基本要求:了解塔设备的结构形式、适用范围、典型结构的设计原则和方法参考资料与辅助资料:1.GB150-1998钢制压力容器,中国标准出版社,19982.JB4710-钢制塔式容器,中国标准出版社3.聂清德.化工设备设计,北京:化学工业出版社,19914.赵正修.石油化工压力容器设计.北京:石油工业出版社,199

6、05.王志文.化工设备设计.北京:化学工业出版社,19906.张石铭.化工机械与设备.北京:化学工业出版社,1989课程进度与学时分配:(如下)1.1概述(1学时)1.1.1性能要求:a.塔设备:典型的相际船只传质(传热)设备(气,液)b.应用范围:石油,化工,轻工,炼油,蒸馏(精馏),洗涤,增减湿,吸收,解吸,冷却及其他气、液直接接触的工艺过程。c.外形:立式容器(高度远大于直径)d.性能要求:单位时间内按要求,高效的生产(1)生产能力大:气液处理量大(2)分离效率高:气液充分接触(3)弹性范围大:弹性=最大载荷/最小载荷操作稳定(4)动力消耗少:流阻小(5)操

7、作方便:耐腐,不易堵,易调节(6)维修、制作方便:结构简单,节约材料,成本降低e.发展:1813年首出泡罩塔,20世纪用于煤油,石化1832年用于造酒业1881年工业用填料塔1.1.2分类a.按塔器内件结构不同分为:填料塔,板式塔b.按操作压力分:常压塔,加压塔,减压塔c.按单元操作分:精馏,吸收,解吸等1.1.3塔型比较填料塔板式塔气液连续接触,两组分浓度沿塔高连续变化气液阶段接触,两组分成阶梯式变化机理:液体沿填料表面下流,形成一层薄膜,机理:流体自上而下在每层板上传质,气体气体沿填料空隙上升,与液膜传质。的鼓泡,喷射方式,穿过塔盘液层主要特点:1。结构简单,

8、造价低,制

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