化工原理课程设计2

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1、化工原理课程设计Ⅰ课程开设准备Ⅱ课程设计指导Ⅲ课程设计书写规范与考核Ⅳ课程设计总结与归档Ⅰ课程开设准备设计题目设计参考资料汇总列管换热器的设计板式精馏塔的设计填料吸收塔的设计设计参考书目单设计用书设计参考网址设计题目设计参考资料汇总Ⅱ课程设计指导第一节概述第二节板式精馏塔设计第三节填料吸收塔的设计第四节列管换热器的设计第一节概述教学内容一、课程设计意义与要求二、课程设计的基本内容三、课程设计的步骤工程意识、工程问题解决方法资料查阅、分析工程计算方法、准确性文字、图表表达独立完成一般化工过程与设备的设计任务一、课程设计意义与要求一、课程设计意义与要求查阅资料确定方案选择流程计算核算二、课程设

2、计基本内容设计方案简介主要设备的工艺设计计算典型辅助设备的选型和计算带控制点的工艺流程简图主体设备工艺条件图设计内容封面（课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间）目录设计任务书设计方案简介；设计条件及主要物性参数表工艺设计计算；辅助设备的计算及选型；设计评述设计结果汇总表工艺流程图及设备工艺条件图参考资料设计说明书三、课程设计步骤动员和布置任务绘图和编写说明书设计计算阅读指导书和查阅资料考核21345第二节板式精馏塔设计1设计原则与步骤2理论塔板数的确定3塔板效率和实际塔板数4结构设计5塔高及辅助设备根据设计任务书搜集有关物性数据确定精馏操作流程物料衡算确定塔板数工艺条件计算（操作压力、

3、温度、密度、粘度、表面张力）塔的主要工艺尺寸计算流体力学性能校核绘出负荷性能图，确定操作弹性选板间距确定塔径溢流装置塔板布置（开孔率）单板压降小于设计允许值雾沫夹带小于0.1kg（液）/kg（气）漏液量（温度系数）液泛[清液层高度≤Φ(HT+hw)]板式精馏塔工艺设计步骤框图否是筛板塔化工设计计算（1）塔的有效高度Z已知：实际塔板数NP；塔板间距HT；选取塔板间距HT：塔板间距和塔径的经验关系塔体高度：有效高+顶部+底部+其它有效塔高：C：气体负荷因子，与HT、液体表面张力和两相接触状况有关。①液泛气速两相流动参数FLV：（2）塔径确定原则：防止过量液沫夹带液泛步骤：先确定液泛气速uf(m

4、/s)；然后选设计气速u；最后计算塔径D。对于筛板塔(浮阀、泡罩塔)，可查图，C20=(HT、FLV)0.2HT=0.60.450.30.150.40.30.21.00.70.10.040.030.020.070.010.040.030.020.070.010.10.090.060.05筛板塔泛点关联图②选取设计气速u选取泛点率：u/uf一般液体，0.6~0.8易起泡液体，0.5~0.6所需气体流通截面积设计气速u=泛点率×ufADAd③计算塔径D塔截面积：A=AT-Ad塔径说明：计算塔径需圆整，且重新计算实际气速及泛点率。（3）溢流装置设计①溢流型式的选择依据：塔径、流量；型式：单流型、

5、U形流型、双流型、阶梯流型等。②降液管形式和底隙降液管：弓形、圆形。降液管截面积：由Ad/AT=0.06~0.12确定；底隙hb：通常在30~40mm。③溢流堰（出口堰）作用：维持塔板上一定液层，使液体均匀横向流过。型式：平直堰、溢流辅堰、三角形齿堰及栅栏堰。堰长lW：影响液层高度。堰高hW：直接影响塔板上液层厚度过小，相际传质面积过小；过大，塔板阻力大，效率低。常、加压塔：40~80mm；减压塔：25mm左右。说明：通常应使溢流强度VLh/lW不大于100~130m3/（mh）。或：双流型:单流型：(4)塔板及其布置①受液区和降液区一般两区面积相等。②入口安定区和出口安定区其中，E：液

6、流收缩系数，一般可近似取E=1。堰上方液头高度hOW：要求：③边缘区：bcbdbslWrx（5）筛孔的尺寸和排列筛孔：有效传质区内，常按正三角形排列。筛板开孔率：单流型弓形降液管塔板：④有效传质区：双流型弓形降液管塔板：bcbdbslWrxd0t筛孔直径d0:3~8mm(一般)。12~25mm(大筛孔)孔中心距t:(2.5~5)d0取整。开孔率φ:通常为0.08~0.12。板厚：碳钢（3~4mm）、不锈钢。筛孔气速：筛孔数：d0t(6)塔板的校核对初步设计的结果进行调整和修正。①液沫夹带量校核单位质量（或摩尔）气体所夹带的液体质量（或摩尔）ev：kg液体/kg气体，或kmol液体/kmol

7、气体单位时间夹带到上层塔板的液体质量（或摩尔）e：kg液体/h或kmol液体/h液沫夹带分率ψ：夹带的液体流量占横过塔板液体流量的分数。故有：所以说明：超过允许值，可调整塔板间距或塔径。ev的计算方法：方法1：利用Fair关联图求Ψ，进而求出ev。方法2：用Hunt经验公式计算ev。式中Hf为板上泡沫层高度：要求：ev≤0.1kg液体/kg气体。②塔板阻力的计算和校核塔板阻力：塔板阻力hf包括以下几部分:（a）干板阻力h