化工设计工艺计算
引言
化工设计工艺计算是化工工程中非常重要的一部分，它涉及到对化工工艺流程进行计算和优化。在化工设计过程中，工艺计算可以帮助工程师确定各种物质的流量、温度、压力等参数，从而确保化工过程的安全和高效运行。
工艺计算的目的
工艺计算的主要目的是为了确定和优化化工工艺流程。通过工艺计算，工程师可以确定各种物质的输入和输出流量、温度、压力等参数，以及各种反应和分离等工艺过程中的转化率、选择性等指标。这些计算结果可以为后续的设备选型、工艺优化和设备控制提供依据。 工艺计算的方法
在进行工艺计算时，可以采用不同的方法来求解不同的问题。以下是几种常见的工艺计算方法：
• 质量守恒计算：质量守恒法是工艺计算中最基本的方法之一。它基于质量守恒定律，通过计算输入和输出物质的质量，来确定各种物质的流量和转化率。质量守恒计算可以应用于反应过程、分离过程等。
• 能量守恒计算：能量守恒法是工艺计算中另一个常用的方法。它基于能量守恒定律，通过计算输入和输出物质的能量，来确定各种物质的温度和热量。能量守恒计算可以应用于换热过程、绝热过程等。
• 传质计算：传质计算是指在化学工程中，根据质量守恒、能量守恒和相平衡等原理，计算各种物质在不同相之间的传质速率和传质系数。传质计算可以应用于吸收、蒸汽净化等过程。 • 动力学计算：动力学计算是指在化学反应中，根据反应速率常数、反应物浓度和反应物转化率等信息，计算反应的进行速率和转化率。动力学计算可以应用于反应过程的优化和控制。
工艺计算的应用
工艺计算在化工设计中有广泛的应用。以下是一些常见的工艺计算应用：
• 设备设计：工艺计算可以帮助工程师确定各种设备的尺寸、设备的运行条件等，从而为设备选型和设备设计提供依据。
• 工艺优化：工艺计算可以帮助工程师确定最佳的操作条件和工艺参数，从而实现工艺的优化和改进。
• 设备控制：工艺计算可以帮助工程师确定设备的控制策略和控制参数，从而实现设备的自动控制和优化控制。 结论
59圆柱形设备设备筒体筒体直径Dimm400设备筒体筒体内径Dimm600筒体高度Hmm3000筒体壁厚δmm4展开侧面积Anm24.2412筒体高度Hmm900截面积Am20.1257材料密度γkg/m37850容积Vm30.3770重量Wkg53.623971椭圆封头底圆半径Rmm200椭圆封头封头内径Dimm2250高度himm100高度himm562直边高度hmm25直边高度hmm40内面积Anm20.2049封头厚度δmm12容积Vm30.0115容积Vm31.6487471外表容积Vwm30.0245外表容积Vwm31.7165988封头重量kg4.5586材料密度γkg/m37930数量2封头重量Wkg538.06391下封头数量1折边锥形封头封头内径Dimm合计表面积m24.6509高度Hmm全容积m30.4000直边高度hmm25容积（筒体+下封头）m30.3885封头厚度δmm介质密度ρkg/m3折边半径rmm0装料系数η半顶角θ°介质重量Wkg0半顶角θ弧度0设备壁厚δmm50容积Vm30材料体积m30.2381外容积Vwm3#DIV/0!设备材质不锈钢材料密度γkg/m3材料密度γkg/m3350重量Wkg#DIV/0!设备材料重量kg83.3设备总重量kg83.3圆钢圆钢外径Dmm60圆钢长度Lmm1000截面积Am20.0028274材料密度γkg/m37850重量Wkg22.20材料名称比重kg/m3）接管接管外径Dmm25金属-不锈钢接管壁厚δmm3金属-碳钢接管长度Lmm106ABS10～1080材料密度γkg/m37930聚氯乙烯（PVC）（软质）1160～1350重量Wkg0.17聚氯乙烯（PVC）（硬质）1350～1600聚四氟乙烯（PTFE）2100～2300平板长度Dmm聚乙烯（PE）（低压）高度Dimm聚乙烯（PE）（高压）壁厚δmm增强聚丙烯（PP）材料密度γkg/m3重量Wkg0圆形平盖外径Dmm内径Dimm平盖壁厚δmm材料密度γkg/m3重量Wkg0.00复层厚度δ1mm复层许用应力[σ]t1MPa基层厚度δ2mm基层许用应力[σ]t2MPa复合板许用应力[σ]tMPa#DIV/0!比重（kg/m3）793078501050～10801160～13501350～16002100～2300940～950910～920900～910
管程热流体乙酸戊酯Ws1=18000T1=70T2=30Δt1=T1-t242.00壳程冷流体自来水t1=20t2=28Δt2=T2-t1101定性温度热流体Tm=(T1+T2)/2=50冷流体tm=(t1+t2)/2=242查物性数据密度比热容导热系数黏度乙酸戊酯84720.1280.000696水997.24.1790.6060.0009233计算对数平均温差△tm'=（△t1-△t2）/㏑(△t1/△t2)=22.29834传热量Q=WhCph(T1-T2)=400000冷却水量Wc=Q/Cpc（t2-t1）43072.505443072.50544求温差校正系数（由P和R计算或查图）△tm=△tm’φΔt20.7374545R=5P=0.16查图得φΔt=0.935初选换热器假设K=380u=0.6S估'=Q/K*△tm =50.7599224S估=1.15S估' =58.3739107单程换热管数ns =31.3332682圆整32单程换热管长度l =23.2380218L =60006Np =3.87300363圆整2换热管总数n=ns*Np =123.936116 6估算壳体的内径Dnc =12.245925912.2459259b' =0.0375D =0.43486963圆整4507查《钢制…手册》壳径0.5管子尺寸φ25*2.5公称压强0.6管长6公称面积66管子总数142管程数4管子排列方法正三角形实际传热面积So =65.7673K =293.2881618核算⑴管程流通面积Ai =0.011147ui =0.52957636Rei =12889.4017设管壁粗糙度0.10.005查摩擦系数0.034△P1 =1211.46472△P2 =356.313154∑△Pi =8779.55611⑵壳程压强降取折流挡板间距h0.15NB39Nc13.1080128壳程流通面积Ao = 0.02584495uo =0.46423688Reo =12538.9223fo =0.5815227△P1’ =16381.9302△P2' =12153.298∑△Po =32815.51259核算总传热系数①管程Rei =12889.4017Pri =10.875ai =584.820782②壳程de =0.02Ao =0.01640625uo =0.73131762Reo =15802.1654Pro =6.36504455ao =4324.0871910污垢热阻Rsi =0.0002Rso =0.00017Ko =358.59393则So’ =53.7900084So/So' =1.22266759班级:酿酒2班 姓名：李建任务书
西安交通大学网络教育学院
《化工计算》习题三答案
一、单项选择题（本大题共25小题，每小题2分，共50分）
1.化工新技术开发过程中要进行概念设计、中试设计和( D )
A工程设计等三种设计。
B工艺设计等三种设计。
C设备设计等三种设计。
D基础设计等三种设计。
2.根据工程的重要性、技术的复杂性和技术的成熟程度及计划任务书的规定，( B )
A中试设计可分为三段设计、两段设计和一段设计。
B工程设计可分为三段设计、两段设计和一段设计。
C基础设计可分为三段设计、两段设计和一段设计。
D概念设计可分为三段设计、两段设计和一段设计。
3.项目建议书是进行可行性研究和编制( A )
A设计任务书的依据。
B 概算书的依据。
C 施工图设计的依据。
D初步设计的依据。
4.生产方法和工艺流程的选择的( D )
A合理性主要指技术上先进、经济上合理。
B可靠性主要指技术上先进、经济上合理。
C经济性主要指技术上先进、经济上合理。
D先进性主要指技术上先进、经济上合理。
5.生产工艺流程草图一般由( A )
A物料流程、图例和设备一览表等三个部分组成。
B工艺流程、图例和设备一览表等三个部分组成。
C管道流程、图例和设备一览表等三个部分组成。
D仪表流程、图例和设备一览表等三个部分组成。
6.生产方法确定以后，就可以设计绘制 ( D )
A 设备布置图
B 车间布置图 西安交通大学网络教育学院
C 化工设备图
D流程草图。
7.蒸馏是化工厂应用极为广泛的( C )
A动力输送过程。
B传热过程。
C传质过程。
D换热过程。
8.立式容器的管口方位取决于 ( B )
A 车间布置的需要。
B管道布置的需要。
C 设备布置的需要。
D 工艺流程的需要。
9.管道布置图一般只画管道和设备的( D )
A立面布置图。
B俯视布置图。
C侧视布置图。
D平面布置图。
10.液体的闪点如果等于或低于环境温度的则称为 ( B )
