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化工原理课程设计题目：姓名：班级：学号：指导老师：设计时间：序言化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。
通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。
精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。
精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。
根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。
本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔将其分离。
目录一、化工原理课程设计任书 (3)二、设计计算 (3)1.设计方案的确定 (3)2.精馏塔的物料衡算 (3)3.塔板数的确定 (4)4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (10)6.塔板主要工艺尺寸的计算 (11)7.筛板的流体力学验算 (13)8.塔板负荷性能图 (15)9.接管尺寸确定 (30)二、个人总结 (32)三、参考书目 (33)（一）化工原理课程设计任务书板式精馏塔设计任务书一、设计题目：设计分离苯―甲苯连续精馏筛板塔二、设计任务及操作条件1、设计任务：物料处理量： 7万吨／年进料组成： 37％苯，苯-甲苯常温混合溶液（质量分率，下同）分离要求：塔顶产品组成苯≥95％塔底产品组成苯≤6%2、操作条件平均操作压力： kPa平均操作温度：94℃回流比：自选单板压降： <= kPa工时：年开工时数7200小时化工原理课程设计三、设计方法和步骤：1、设计方案简介根据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有资料的分析对比，选定适宜的流程方案和设备类型，初步确定工艺流程。
化工原理操作课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握化工原理中基本操作原理，如流体流动、热量传递和质量传递等；2. 使学生了解化工设备的基本构造、性能及操作方法；3. 帮助学生理解化工过程中常见的单元操作及其在实际工程中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用化工原理解决实际问题的能力，能进行简单的工艺计算；2. 提高学生动手操作能力，能正确使用化工设备进行实验操作；3. 培养学生团队协作能力，能在小组讨论中发表见解，共同完成实验任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对化工原理学科的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨、细致的科学态度，使其注重实验安全，遵循实验规程；3. 引导学生关注化工行业的发展，认识到化工技术在实际生活中的应用，培养其社会责任感。
本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
在后续的教学设计和评估中，注重理论知识与实践操作的紧密结合，以提高学生的综合素质和工程实践能力。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 化工原理基本概念：流体流动、热量传递、质量传递等基本原理的学习，涉及教材第一章内容。
2. 化工设备与工艺：介绍常见化工设备构造、性能及操作方法，包括泵、压缩机、换热器等，涉及教材第二章内容。
3. 单元操作：学习精馏、吸收、萃取、干燥等典型化工单元操作，分析各操作在实际工程中的应用，涉及教材第三章至第六章内容。
4. 化工工艺计算：培养学生运用化工原理解决实际问题的能力，进行简单的工艺计算，涉及教材第七章内容。
5. 实验操作：组织学生进行化工原理实验，锻炼动手操作能力，涉及教材实验部分内容。
教学内容安排和进度如下：1. 第1-4周：学习化工原理基本概念；2. 第5-8周：了解化工设备与工艺；3. 第9-12周：研究单元操作；4. 第13-16周：进行化工工艺计算；5. 第17-20周：实验操作及总结。
教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节，确保学生能够循序渐进地掌握化工原理及操作知识。
化工原理课程设计管壳式换热器选型姓名：学号：10091693班级：工092指导老师：袁萍前言1.换热器的设备简介传热是热能从热流体间接或直接传向冷流体的过程。
其性质复杂，不但要考虑经过间壁的热传导，而且要考虑到间壁两边流体的对流传热，有时还须考虑到辐射传热。
在化学工业中常遇到的热交换问题，根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。
其中间壁式换热器詹用量最大，据统计，这类换热器占总用量的99%。
间壁式换热器又可分为管壳式和板壳式换热器两类，其中管壳式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性，在长期的操作过程中积累了丰富的经验，其设计资料基本齐全，在许多国家都有了系列化的标准。
因此，作为广泛应用于各个领域的工业设备，它在国民经济中具有非常重要的作用。
换热器（英语翻译：heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
管壳式换热器按结构特点分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、双重管式换热器、填料函式换热器和双管板换热器等。
前3种应用比较普遍。
固定管板式换热器的结构：主要有外壳、管板、管束、顶盖（又称封头）等部件构成。
它的特点是结构简单，没有壳侧密封连接，相同的壳体内径排管最多，在有折流板的流动中旁路最小，管程可以分成任何管程数，因两个管板由管子互相支撑，故在各种管壳式换热器中它的管板最薄，造价最低，因而得到广泛应用。
这种换热器的缺点是：壳程清洗困难，有温差应力存在。
这种换热器适用于两种介质温差不大，或温差较大但壳程压力不高及壳程介质清洁，不易结垢的场合。
在满足工艺过程要求的前提下，换热器应达到安全与经济的目标。
换热器设计的主要任务是参数选择和结构设计、传热计算及压降计算等。
设计主要包括壳体形式、管程数、换热管类型、管长、管子排列、管子支承结构、冷热流体的流动通道等工艺设计和封头、壳体、管板等零部件的结构、强度设计计算。
化工原理课程设计课程背景化工原理是化学工程中的基础课程之一，其涵盖了诸如热力学、传质和反应工程等基本概念。
本科生需要在本课程中学会运用这些基本概念解决工程问题，并开展一些基本的实验设计和模拟计算。
该课程设计旨在加深化工原理课程的理论学习，并提高学生的实际操作能力。
课程目标本课程设计的目标是让学生在课程的实践中掌握基本的化工原理知识，并运用这些知识解决实际的工业问题。
具体目标有：1.学习掌握热力学的基本概念和计算方法。
2.学习掌握传质过程的基本方程和物理资料的估算方法。
3.学习掌握反应工程的基本概念和反应机理的分析方法。
4.在实践课程中，学生需要掌握实验操作和实验数据的处理方法，以及模拟计算工具的使用。
课程内容该课程设计将分为以下几个部分：实验部分学生将进行基于传统的物理化学实验，质量传递、热力学、反应工程等实验设计，并通过实验数据分析和处理来确定已学习的基本概念和知识。
一些例子包括：•燃烧烷基气体的热力学变化。
•分析盐水蒸汽-液体传质的影响因素。
•合成醇酸的相变反应工程。
•模拟火箭推进器的性能和热效应。
在此过程中，学生将掌握实验设计的基本技能，并学习如何使用化学试剂和设备进行实验操作。
另外，还将学习数据采集、处理和分析的数据分析方法。
模拟部分该部分旨在教授学生如何运用现代计算机技术模拟基本化工过程。
具体而言，学生将使用Petrosim （或者其他模拟计算工具）软件来模拟各种化学过程，包括：•含有减压操作的多物质流体化反应器。
•用于石油提炼的不同精炼工艺的流程模拟。
在模拟的过程中，学生将学习理解物理过程、建立适当的模型、配置计算软件，并分析和评估模拟结果的有效性。
成果要求每位学生必须提交一份完整的课程设计报告，包括：1.实验部分的实验设计和数据分析，同时要展示自己对实验操作和数据分析的独立能力。
2.模拟部分的模拟计算过程与结果，展示自己对计算机模拟技术的掌握和理解能力。
3.论文应在规定的截止日期前提交，格式和结构必须规范，课程须按时完成。
化工原理课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握化工原理的基本概念和基本原理，了解化工过程的基本单元操作，包括流体流动、传质、传热等，培养学生分析和解决化工问题的能力。
具体来说，知识目标包括：1.掌握流体流动的基本原理和计算方法；2.了解传质和传热的基本原理和计算方法；3.掌握化工过程的基本单元操作和流程。
技能目标包括：1.能够运用流体流动、传质、传热的基本原理分析和解决实际问题；2.能够运用化工原理的基本单元操作设计和优化化工过程。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生的科学精神和创新意识，使其能够积极面对和解决化工过程中的问题；2.培养学生的团队合作意识和责任感，使其能够有效地参与和完成化工项目。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括化工原理的基本概念、基本原理和基本单元操作。
具体来说，教学大纲如下：1.流体流动：流体的性质、流动的类型和计算方法；2.传质：传质的类型和计算方法、传质的设备；3.传热：传热的基本原理和计算方法、传热的设备；4.化工过程的基本单元操作：反应器、分离器、输送设备等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
具体来说：1.讲授法：通过教师的讲解，让学生掌握化工原理的基本概念和基本原理；2.讨论法：通过小组讨论，让学生深入理解和掌握化工原理的知识；3.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解化工过程的基本单元操作和流程；4.实验法：通过实验操作，让学生亲自体验和验证化工原理的知识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：化工原理教材，用于提供基础知识和理论框架；2.参考书：化工原理相关参考书，用于提供更多的知识和案例；3.多媒体资料：化工原理相关的视频、图片等资料，用于辅助讲解和展示；4.实验设备：化工原理实验设备，用于进行实验操作和验证。
化工原理课程设计华理一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握化工原理的基本概念、基本理论和基本方法，能够运用化工原理解决实际工程问题。
具体目标如下：1.知识目标：（1）掌握化工原理的基本概念和基本理论，包括质量守恒、能量守恒、动量守恒等基本原理。
（2）熟悉化工过程中的基本单元操作，如流体流动、传热、传质、反应工程等。
（3）了解化工工艺流程及设备设计、操作和控制的基本原理。
2.技能目标：（1）能够运用化工原理解决实际工程问题，如进行工艺参数的计算和优化。
（2）具备一定的化工工艺设计和设备选型的能力。
（3）能够运用现代化工软件进行工艺模拟和优化。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对化工行业的兴趣和热情，提高学生的人文素养。
（2）培养学生团队协作、创新精神和责任意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.化工原理基本概念和基本理论：质量守恒、能量守恒、动量守恒等基本原理。
2.基本单元操作：流体流动、传热、传质、反应工程等。
3.化工工艺流程及设备设计、操作和控制：包括设备选型、工艺计算、工艺模拟等。
4.现代化工软件的应用：Aspen Plus、HYSYS等。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：系统讲解化工原理的基本概念、基本理论和基本方法。
2.案例分析法：分析实际工程案例，让学生更好地理解化工原理的应用。
3.实验法：进行实际操作，培养学生动手能力和实验技能。
4.讨论法：分组讨论，培养学生的团队协作和创新能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：《化工原理》、《化工工艺学》等。
2.参考书：相关领域的研究论文、技术资料等。
3.多媒体资料：教学PPT、视频、动画等。
4.实验设备：流体力学、传热、传质等实验装置。
五、教学评估本课程的教学评估主要包括以下几个方面：1.平时表现：包括课堂参与度、提问回答、小组讨论等，占总评的20%。
2.作业：包括课后习题、小论文等，占总评的30%。
华东理工大学2010级化工原理课程设计温乐斐复材101一．前言1.换热器的相关说明换热器（heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
是进行热交换操作的通用工艺设备。
被广泛应用于化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。
换热器种类很多，根据使用目的可分为冷却器、加热器、冷凝器和汽化器；根据结构材料可分为金属材料换热器和非金属材料换热器；尤其是根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。
在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。
据统计,这类换热器占总用量的99 %。
间壁式换热器又可分为管壳式和板壳式换热器两类,其中管壳式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性,在长期的操作过程中积累了丰富的经验,其设计资料比较齐全,在许多国家都有了系列化标准。
近年来尽管管壳式换热器也受到了新型换热器的挑战,但由于管壳式热交换器具有结构简单、牢固、操作弹性大、应用材料广等优点,管壳式换热器目前仍是化工、石油和石化行业中使用的主要类型换热器,尤其在高温、高压和大型换热设备中仍占有绝对优势。
如何确定最佳的换热器,是换热器优化的问题。
2．泵的评价与选用泵的性能参数主要有流量和扬程，此外还有轴功率、转速和必需汽蚀余量。
流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量，一般采用体积流量；扬程是单位重量输送液体从泵入口至出口的能量增量，对于容积式泵，能量增量主要体现在压力能增加上，所以通常以压力增量代替扬程来表示。
3.设计任务书的作用本设计书对指定有机物进行冷却，如何选择合适的换热器，如何合理安排操作管路以及如何选择合适的离心泵作出详细的计算说明。
二．设计任务一．工艺要求要求将温度为78℃的某液态有机物冷却至60℃，此有机物的流量为s。
现拟用温度为t1=20℃的冷水进行冷却。
化工原理课程设计说明书模板课程名称：化工原理课程类型：必修课学时安排：36学时一、课程目标本课程的目标是使学生了解化工原理的基本概念和原理，学习化工工艺流程的基本知识和技术，培养学生分析和解决化工问题的能力，为学生今后从事化工工程和科研工作打下坚实的理论基础。
二、教学内容1.化工原理概论本部分将介绍化工原理的基本概念、发展历史和研究领域，引导学生对化工原理有一个整体的认识。
2.物质结构和性质主要介绍物质的基本结构和性质，包括物质的结构与成分、物质的物态变化和物质的性质分类等内容。
3.化工热力学本部分将介绍化工系统的热力学基本原理，包括热力学基本概念、热力学过程和热力学循环等内容。
4.化工动力学本部分将介绍化工系统的动力学基本原理，包括化学反应动力学、传质动力学和热量传递动力学等内容。
5.化工工艺流程主要介绍化工工艺流程的基本知识和技术，包括化工原料的选取和加工、化工设备的设计和运行管理等内容。
6.化工安全与环保本部分将介绍化工生产中的安全与环保知识，包括化工安全管理、化工事故预防和环境污染治理等内容。
7.实验教学本部分将安排一定数量的实验教学课时，学生将进行有关化工原理的实验操作，加强化工原理的理论与实践相结合。
三、教学要求1.熟练掌握化工原理的基本概念和原理，了解化工工艺流程的基本知识和技术。
2.具备运用化工原理知识分析和解决实际问题的能力，具备一定的创新意识和实践能力。
3.具备一定的化工安全与环保意识，了解化工生产中的安全与环保知识，具备一定的事故预防和环境污染治理的知识和技能。
四、教学方法本课程采用讲授、实验教学相结合的教学方法。
在讲授过程中，主要采用课堂讲授、案例分析和互动讨论等教学方法。
在实验教学中，将引导学生进行化工原理的实验操作，加强理论与实践相结合。
五、教材主要教材：《化工原理导论》（第二版）蒋立兴著，化学工业出版社辅助教材：《化工原理实验教程》（第三版）张明著，高等教育出版社六、教学评估本课程的成绩评定将综合考虑平时表现、作业情况、实验报告和期末考试成绩。
《化工原理课程设计》适用的专业（层次）：化学工程与工艺、应用化学、环境工程、生物工程、食品科学与工程等四年制本科。
实践总周数：2周；总学分：2学分。
特别是化学工程与工艺的专业，设计设计步骤。
1．性质、目的化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节，是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践。
通过课程设计使学生掌握化工设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练，在设计过程中还应培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。
2．与其它教学环节或课程之间的先行后续关系本课程是化工原理课程教学的一个实践环节，是使学生得到化工设计的初步训练，为毕业设计奠定基础。
3．教学任务和教学基本内容围绕以某一典型单元设备（板式塔、填料塔、干燥器、蒸发器等）的设计为中心，训练学生非定型设备的设计和定型设备的选型能力。
教学时数为２周，其基本内容为：(1)设计方案简介：对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。
(2)主要设备的工艺设计计算(含计算机辅助计算)：物料衡算，能量衡量，工艺参数的选定，设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。
(3)辅助设备的选型：典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备的规格、型号的选定。
(4)工艺流程图：以单线图的形式绘制，标出主体设备与辅助设备的物料方向，物流量、能流量，主要测量点。
(5).主要设备的工艺条件图：图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表。
(6).设计说明书的编写。
设计说明书的内容应包括：设计任务书，目录，设计方案简介，工艺计算及主要设备设计，辅助设备的计算和选型，设计结果汇总，设计评述，参考文献。
整个设计由论述，计算和图表三个部分组成，论述应该条理清晰，观点明确；计算要求方法正确，误差小于设计要求，计算公式和所有数据必需注明出处；图表应能简要表达计算的结果。
化工原理实验报告-华东理工-华理引言化工原理实验是化工专业学生的必修课程之一，通过实际操作和观察，加深对化工原理的理解。
本文是一个化工原理实验的实验报告，实验地点为华东理工大学华理实验室。
实验目的本次实验的主要目的是通过对不同物质的混合溶液进行分离和纯化，学会化工实验中基本的分离技术，并掌握相关实验仪器的使用方法。
实验原理化工实验中常用的分离技术包括蒸馏、结晶、萃取、吸附等。
本次实验主要采用蒸馏法和结晶法进行分离和纯化。
蒸馏法蒸馏法是根据液体不同的沸点来进行分离的一种方法。
实验中，将混合溶液加热，在不同的沸点处收集蒸馏液，通过冷凝转化为液体。
较低沸点的组分首先蒸发，较高沸点的组分后蒸发，从而实现对混合溶液的分离。
结晶法结晶法是通过溶解度的差异使混合的溶质分离。
实验中，在适当的温度下，在溶液中添加稳定剂，使其溶解度降低，然后通过冷却或加热使其结晶沉淀。
通过过滤和洗涤，可以分离出纯净的溶质。
实验步骤1.准备实验所需的仪器和试剂。
2.将混合溶液加入蒸馏仪中，并搭建好蒸馏装置。
3.开始加热混合溶液，收集蒸馏液。
4.观察收集到的蒸馏液的性质并记录。
5.将蒸馏液通过冷凝管冷却并转化为液体，收集在容器中。
6.开始结晶实验，将蒸馏液加热至适当温度。
7.添加稳定剂，使溶液开始结晶。
8.冷却溶液，观察结晶沉淀的过程。
9.过滤结晶沉淀，将纯净的溶质收集。
实验结果经过蒸馏和结晶两次分离和纯化实验，成功得到了纯净的溶质。
通过观察和检测，确认了溶质的纯度和物理性质符合实验预期。
分析与讨论本次实验中采用了蒸馏和结晶两种常见的分离技术，通过实际操作，可以更加直观地了解分离原理，并学习到实验仪器的使用方法。
同时，通过对实验结果的分析，可以进一步加深对化工原理实验的理解。
结论化工原理实验是化工专业学生的重要课程之一，通过实验操作可以加深对化工原理的理解。
本次实验通过蒸馏法和结晶法的操作，成功实现了对混合溶液的分离和纯化。
从实验结果来看，得到的纯净溶质符合实验预期，说明实验操作和分离技术的正确使用是非常重要的。
华东理工环境工程801化工原理
这门课程主要分为三个部分。
首先，课程的前半部分主要讲解化学工程的基本原理和基础知识。
学生将学习有关质量平衡、能量平衡和动量平衡的基本概念和计算方法。
此外，学生还将学习有关物理化学、有机化学和无机化学等方面的基础知识，以及化学反应工程和分离工程等方面的基本理论。
接下来的课程中，学生将学习有关化学工程过程的设计和优化。
他们将学习有关流程设计、设备选择和单位操作等方面的知识。
学生还将学习如何评估和优化化学工程过程的性能，以及如何应对可能出现的问题和挑战。
在课程的最后部分，学生将学习有关化学工程的安全和环境保护。
他们将学习如何评估和管理潜在的危险和风险，以及如何遵守相关的法律法规和环境标准。
学生还将学习如何设计和运行环保设施，以减少化学工程过程对环境的影响，并保护工作场所的安全。
这门课程的学习对学生的职业发展有着重要的意义。
首先，学生将掌握化学工程的基本原理和知识，为他们进一步学习和研究提供了坚实的基础。
其次，学生将学习如何应用化学工程的知识和技术来解决实际问题，提高生产效率和质量。
最后，学生将学习如何在化学工程过程中考虑安全和环境因素，为可持续发展做出贡献。
总之，华东理工环境工程专业的801化工原理课程对于学生的学习和职业发展有着重要的作用。
通过学习这门课程，学生将掌握化学工程的基本原理和知识，并学会如何应用这些知识来解决实际问题。
他们还将学习
如何在化学工程过程中考虑安全和环境因素，为可持续发展做出贡献。
这门课程的学习将为学生未来的工作和研究奠定坚实基础。
化工原理教学课程设计一、引言化工原理是化工专业的基础课程之一，对学生的基础知识和技能的培养起着重要作用。
本文旨在设计一门全面且高效的化工原理教学课程，通过理论教学、实验教学、案例分析等方法，帮助学生掌握化工原理的理论知识和实际应用能力，提高学生的学习兴趣和学习效果。
二、教学目标1. 理论学习目标：通过本课程的学习，学生应具备扎实的化工原理基础知识，包括化学反应动力学、质量传递、能量传递、流体力学等方面的知识。
2. 实践学习目标：学生应能够熟练操作化工实验仪器设备，掌握常用实验操作技能，并能够分析和解决实践中的问题。
3. 应用目标：学生应能够将所学的化工原理知识应用于实际工程中，理解化工过程中的原理和规律，具备一定的工程设计和问题解决能力。
三、教学内容和教学方法1. 理论教学内容:(1) 化学反应动力学：化学反应速率和化学平衡，反应动力学和反应速率常数，反应速率和温度的关系等。
(2) 质量传递：质量传递的基本概念，质量传递过程的速度控制因素，质量传递的传递机制等。
(3) 能量传递：热力学基本概念和热力学定律，热传导的基本理论，传热方式与传热设备等。
(4) 流体力学：流体的基本性质，流体流动的基本方程和物理规律，流体传动设备等。
2. 实验教学内容：(1) 基础实验：采用常规实验装置，进行化工原理相关的实验，如酸碱中和反应速率的测定，质量传递过程的实验，热传导实验等。
(2) 设计和创新实验：通过设计实验方案，解决实际问题，培养学生的创新能力和实践能力。
3. 教学方法：(1) 理论部分：采用讲授和互动式教学相结合的方式，引导学生主动学习，理解化工原理的基本概念和原理。
(2) 实验部分：注重实践操作，引导学生进行实验操作和数据处理，培养学生的动手能力和实验思维能力。
(3) 案例分析：通过真实的案例分析，帮助学生将理论知识应用于实际工程问题的解决，并培养学生的问题分析和解决能力。
四、教学评估和成绩评定1. 理论部分评估：通过平时作业、课堂互动和小测验等形式进行评估，占总评成绩的30%。
华东理工化工原理课程设计Newly compiled on November 23, 2020华东理工大学2010级化工原理课程设计一．前言1.换热器的相关说明换热器（heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
是进行热交换操作的通用工艺设备。
被广泛应用于化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。
换热器种类很多，根据使用目的可分为冷却器、加热器、冷凝器和汽化器；根据结构材料可分为金属材料换热器和非金属材料换热器；尤其是根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。
在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。
据统计,这类换热器占总用量的99 %。
间壁式换热器又可分为管壳式和板壳式换热器两类,其中管壳式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性,在长期的操作过程中积累了丰富的经验,其设计资料比较齐全,在许多国家都有了系列化标准。
近年来尽管管壳式换热器也受到了新型换热器的挑战,但由于管壳式热交换器具有结构简单、牢固、操作弹性大、应用材料广等优点,管壳式换热器目前仍是化工、石油和石化行业中使用的主要类型换热器,尤其在高温、高压和大型换热设备中仍占有绝对优势。
如何确定最佳的换热器,是换热器优化的问题。
2．泵的评价与选用泵的性能参数主要有流量和扬程，此外还有轴功率、转速和必需汽蚀余量。
流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量，一般采用体积流量；扬程是单位重量输送液体从泵入口至出口的能量增量，对于容积式泵，能量增量主要体现在压力能增加上，所以通常以压力增量代替扬程来表示。
3.设计任务书的作用本设计书对指定有机物进行冷却，如何选择合适的换热器，如何合理安排操作管路以及如何选择合适的离心泵作出详细的计算说明。
二．设计任务一．工艺要求要求将温度为78℃的某液态有机物冷却至60℃，此有机物的流量为s。
现拟用温度为t1=20℃的冷水进行冷却。
要求换热器管壳两侧的压降皆不应超过。
已知有机物在69℃时的物性数据如下：二．流程：管路布置如图（右方参考图），已知泵进口段管长L进=5米，泵出口段管长L出=15米，（均不考虑局部阻力损失）三．要求1.选用一个合适的换热器2.合理安排管路3.选用一台合适的离心泵三．计算结果明细表（1）管壳式换热器的规格（2）离心泵的型号规格（3）计算数据结果记录四．计算过程一．选择合适的换热器1.确定物性数据设计方案：冷却水：用温度t1=20℃的河水进行冷却，从Δtm>10℃及防止水中盐类析出为原则，选择出口温度为36℃。
考虑到冬季使用时，其进口温度较低，换热器管壁温与壳体壁温之差较大；夏季时河水的温度变化也不是很大，因此选用管壳式换热器。
从二种流体的物性来看，由于冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下降，所以从综合考虑，应使冷却水走管程，有机液态化合物走壳程，并且保证冷却水的流速不宜过慢。
入口温度为t 1=20℃，出口温度为t 2=36℃ 冷却水的定性温度为t m =（20+36）/2=28℃ 两流体的温差T m -t m =69-28=41℃ 两流体在定性温度下的物性数据如下2.计算热负荷Q 和2m q 由热量衡算换热器的总的换热量:W T T c q p m k 606.393)6078(22.285.9)(Q 2111=-⨯⨯=-= 冷却水所需的流量：skg t t c q p m /894.5)2036(174.4606.393)(Q 1222=-⨯=-=3.计算温差m t ∆和估计传热系数估K并流时，Δt 1=T 1-t 1=78-20=58℃，Δt 2=T 2-t 2=60-36=24℃ 逆流时，Δt 1=T 1-t 2=78-36=42℃，Δt 2=T 2-t 1=60-20=40℃ 由于在相同的流体进出口温度下，逆流流型具有较大的传热温差，所以选择逆流。
由于水与中有机物的传热系数K 在290～698 之间, 故取总传热系数K 现暂取：C W/m 6502︒⋅=K4.估算换热面积5.根据条件选取合适的换热器根据估A 可以选择下述标准换热器（查附录得）：公称直径 DN/m m公称压力 PN/ MPa管程数 N管子根数 N中心排 管数管程流通面积/m2换热管长度L/mm管心距/mm换热面积/m2325 —— 2 88 10 3000 25Ⅰ.传热管排列与分程方法：采用组合排列法，即每程内均按照正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。
取管心距l=则l=*19= 取l=24mm隔板中心到离其最近一排管中心距离为：S=l /2+6=24/2+6=18mm 则各程相邻管的管心距为36mm 管束的分程方法，每程各有传热管44根，其前后管箱中隔板设置和介质的流通顺序按书上图所示 Ⅱ. 壳体内径：采用多壳程结构，其壳程内径：取管板利用率η = 则D= 按卷制壳体的进级挡可取D=300mm Ⅲ. 折流板间距：挡板的间距对壳程的流动有重要的影响，间距太大，不能保证流体垂直流过管束，使管外给热系数下降；间距太小，不便于制造和检修，阻力损失亦大。
一般取挡板间距为壳体内径的～ 倍。
故取B=240mm6.计算管程压降Δрt 及给热系数i α根据标准换热器提供的参数管程流动面积: 210078.0m A = 管内冷却水流速: 管程给热系数i α：取钢的管壁粗糙度ε为，则 管程压降：7. 计算壳程压降Δрs 及给热系数α壳程中有机物被冷却，95.014.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛W μμ其大于估算的K 值,故可行。
管束中心线管数10=TC N 壳程流动面积：因,500Re >()590.080.118075Re 5228.0228.00=⨯==--f 管子排列为三角形，F=，fs= 壳程压降：()()MPaPa u f D B N N N Ff ps sB B TC 1.046.49032374.099715.13.024.025.31211210590.05.0225.312200<=⨯⨯⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯++⨯⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-++=∆ρ8.计算传热系数计K 污垢热阻和管壁热阻： 管外侧污垢热阻 W/C 176000.0O 2⋅=m R 外管内侧污垢热阻W/C 21000.0O 2⋅=m R 内取钢管壁厚m 3102-⨯=δ，热导率1150--⋅⋅=K m W λ9.校核传热面积所选换热器：22.15m A =所以选择的换热器符合要求。
二．安排管路和选择合适的离心泵 1．管径初选初取水合适流速 s m u 5.1=由于不是标准管径，因此确定d=73mm 壁厚3mm 的热轧无缝钢管 符合经济流速范围故确定：s m u /68.1= d=73mm 壁厚3mm 2.压头He在水槽液面及压力表处列柏努利方程 取mm 15.0=ε，00224.0/=d ε，查图得 局部阻力： 底阀一个标准90°弯头3个 球心阀1个（全开）另外：突然减小ξ=，突然增大ξ= 故 65.180.15.85.04.6375.0=++++⨯=∆ξ 换热器压降对泵的压头安全系数取，=⨯对流量的安全系数取，q ve =⨯h m /3泵的选择因为是输送河水，并且根据v q 和He 以及IS 型离心泵系列特性曲线可以选用清水泵，由以上数据查表得取泵：IS65-50-125 其参数为：转速：2900 r / min 流量30 m3 / h 扬程：H= 效率：68% 轴功率： 必需汽蚀余量:3m五．附录（1）相关流体的物理性质物性流体温度 ℃ 密度 kg/m 3 粘度 mPa ·s 比热容 kJ/(kg ·℃)导热系数 W/(m ·℃)有机物 69 997 循环水28（2）计算使用的物理数据 管外侧污垢热阻 ：W/C 176000.0O 2⋅=m R 外管内侧污垢热阻 ：W/C 21000.0O 2⋅=m R 内钢管热导率 ：1150--⋅⋅=K m W λ六．符号说明主要符号说明数群下标七．设计说明需要冷却的有机物走壳程，冷却剂走管程；有机物可以采取逆流的方式；换热器说明：1.采用光滑管光滑管结构简单，制造容易。
缺点是它强化传热的性能不足。
为了提高换热器的传热系数，可采用结构形式多样化的管子，如异性管，翅片管，螺纹管等。
2.选用mmΦ的换热管。
19⨯23.本设计中采用3米长的换热管。
4.管子的排列形式：本设计中采用正三角形错列的排列方式，而在隔板两侧采用正方形直列。
5.采用多管程，故管板中间要留有隔板的位置。
6.允许折流板的间距与管径有关，取折流板间距B=管路布置如图所示：（1）管路选择73mm×3mm的钢管，至少使用下列零件：底阀1个；标准90°弯头3个；球心阀1个。
（2）由于计算所得有效压头为，（安全压头为）；有效流量为h（安全流量为 m3/h），根据离心泵特性曲线和工作点，选取型号为IS65-50-125的离心泵。
八．参考文献[1] 陈敏恒，丛德滋，方图南，齐鸣斋化工原理第三版（上册）化学工业出版社[2] 王元文，陈连.管壳式换热器的优化设计[J].贵州化工，2005，30（1）：27-31.[3]匡国柱，史启才。
化工单元过程及设备课程设计 2002 版。
