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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。
化工原理课程设计一、教学目标本节课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，包括流体的物理性质、流体力学基本方程、流动和压力降、气液平衡、传质过程等，培养学生分析和解决化工问题的能力。
1.掌握流体的密度、粘度、热导率等物理性质。
2.理解流体力学的基本方程，包括连续方程、动量方程和能量方程。
3.掌握流体流动和压力降的基本理论，包括层流和湍流、管道流动和开放流动等。
4.理解气液平衡的基本原理，包括相图、相律和相变换等。
5.掌握传质过程的基本方法，包括扩散、对流传质和膜传质等。
6.能够运用流体力学基本方程分析流体流动问题。
7.能够计算流体流动和压力降的基本参数，如流速、压力降等。
8.能够分析气液平衡问题，确定相态和相组成。
9.能够运用传质过程的基本方法分析和解决化工问题。
情感态度价值观目标：1.培养学生对化工原理学科的兴趣和热情。
2.培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德。
3.培养学生团队协作和自主学习的意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括流体的物理性质、流体力学基本方程、流动和压力降、气液平衡、传质过程等。
1.流体的物理性质：包括密度、粘度、热导率等，通过实例讲解其测量方法和应用。
2.流体力学基本方程：讲解连续方程、动量方程和能量方程，并通过实例分析其应用。
3.流动和压力降：讲解层流和湍流的特性，分析管道流动和开放流动的压力降计算方法。
4.气液平衡：讲解相图、相律和相变换的基本原理，并通过实例分析气液平衡问题。
5.传质过程：讲解扩散、对流传质和膜传质的基本方法，并通过实例分析传质问题的解决方法。
三、教学方法本节课采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：用于讲解流体的物理性质、流体力学基本方程、流动和压力降、气液平衡、传质过程等基本概念和理论。
2.讨论法：通过小组讨论，引导学生主动思考和分析化工问题，提高学生的分析和解决问题的能力。
3.案例分析法：通过分析实际化工案例，使学生更好地理解和应用化工原理，培养学生的实际操作能力。
化工原理课程设计完整版一、教学目标本课程旨在让学生掌握化工原理的基本概念、理论和方法，了解化工生产的基本过程和设备，培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）理解化工原理的基本概念和原理；（2）熟悉化工生产的基本过程和设备；（3）掌握化工计算方法和技能。
2.技能目标：（1）能够运用化工原理解决实际问题；（2）具备化工过程设计和优化能力；（3）学会使用化工设备和仪器进行实验和调试。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的团队合作意识和沟通能力；（2）增强学生对化工行业的认识和兴趣；（3）培养学生对科学研究的热爱和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.化工原理基本概念和原理：包括溶液、蒸馏、吸收、萃取、离子交换等基本操作原理和方法。
2.化工生产过程和设备：包括反应器、换热器、蒸发器、膜分离设备等的基本结构和原理。
3.化工计算方法：包括物料平衡、热量平衡、质量平衡等计算方法。
具体教学大纲安排如下：第1-2周：化工原理基本概念和原理；第3-4周：化工生产过程和设备；第5-6周：化工计算方法。
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：讲解基本概念、原理和方法，引导学生理解和掌握；2.案例分析法：分析实际案例，让学生学会运用化工原理解决实际问题；3.实验法：进行实验操作，培养学生的实践能力和实验技能；4.小组讨论法：分组讨论，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：《化工原理》；2.参考书：相关化工原理的教材和学术著作；3.多媒体资料：教学PPT、视频、动画等；4.实验设备：反应器、换热器、蒸发器、膜分离设备等。
以上教学资源将用于支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。
1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等形式的评估，考察学生的学习态度和理解能力。
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
化工原理课程设计是化工类专业学生进行的重要学科实践之一。
以下是化工原理课程设计的设计要点和步骤：
1. 设计目标
设计之前，需要先确定设计目标和要求。
设计目标是设计的核心，影响着整个课程设计过程。
设计目标通常包括实现的工艺流程、化学反应原理、环境保护、经济性等方面的要求。
2. 计算过程
计算过程是课程设计中的重要部分。
具体包括：物料平衡、能量平衡、流量计算、设备选择、操作模式等设计内容。
针对不同的化工过程，设计者需要确定其具体计算过程，包括物质计算、反应热计算、设备参数计算等。
3. 设备选型
设备选型必须充分考虑工艺、工情参数。
应包括其物理、化学性能、结构形式、操作特点和精度等因素。
4. 安全措施
化工原理课程设计中的安全措施是至关重要的设计要点。
设计者需要对可能发生的危险或任何异常情况进行充分的防范，并在设计过程中设定预防措施和应急方案。
5. 材料运输、存储条件及成本
材料的运输、存储也是重要的设计要点。
需要考虑材料的物理性质、化学性质以及材料运输和存储的安全措施，并充分考虑成本问题。
6. 结果展示
化工原理课程设计中的结果展示是对整个设计的汇总总结，需要对流程、操作、设备、工艺以及经济性进行全面展示。
展示形式可以包括实验报告、设计报告、模拟演示等。
化工原理课程设计旨在培养学生的综合实践能力，充分发挥学生的创新和实践能力。
在完成设计过程中，学生需要充分考虑工艺、安全、环保和经济等多方面的因素。
化工原理课程设计图一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握化工原理的基本概念，如流体力学、热力学、传质与传热等；2. 学会运用化工原理分析化学工业过程中常见的问题，如流体输送、热量交换、物质分离等；3. 掌握化工流程图的基本绘制方法，能够阅读并分析化工工艺流程图。
技能目标：1. 培养学生运用数学、物理等基础知识解决化工实际问题的能力；2. 培养学生运用化工原理进行实验设计与数据处理的能力；3. 提高学生的团队合作与沟通能力，能够就化工原理问题进行讨论和交流。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学工业的兴趣，激发学生探索化学世界的好奇心；2. 增强学生的环保意识，使他们在化工生产过程中关注环境保护和可持续发展；3. 培养学生严谨、细致、勇于探索的学习态度，为未来从事化学工程及相关领域工作奠定基础。
课程性质分析：本课程为高中化学选修课程，旨在帮助学生了解化工原理在化学工业中的应用，培养学生解决实际问题的能力。
学生特点分析：高中生具备一定的数学、物理和化学基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手能力，但对化工原理的了解相对较少。
教学要求：1. 结合实际案例，深入浅出地讲解化工原理知识；2. 设计丰富的实践活动，提高学生的实际操作能力；3. 注重培养学生的团队协作和沟通能力，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 流体力学基础：流体性质、流体静力学、流体动力学、流体阻力与流动形态；2. 热力学基础：热力学第一定律、热力学第二定律、焓与熵的概念及其在化工中的应用；3. 传质与传热：质量传递原理、热量传递原理、传质系数与传热系数的计算；4. 化工单元操作：流体输送、热量交换、吸收与解吸、蒸馏、萃取等；5. 化工流程图绘制与分析：化工设备符号、工艺流程图、流程图的解读与分析。
教学大纲安排：第一周：流体力学基础，流体性质与流体静力学；第二周：流体动力学与流体阻力，流体流动形态；第三周：热力学第一定律，热力学第二定律；第四周：焓与熵的概念及其在化工中的应用；第五周：传质与传热原理，传质系数与传热系数的计算；第六周：化工单元操作，流体输送、热量交换；第七周：吸收与解吸、蒸馏、萃取等单元操作；第八周：化工流程图的绘制与分析，设备符号与工艺流程图的识别。
关于课程设计的几点说明1.《化工原理课程设计》是我们学完《化工原理》理论课后，综合应用本门课程和有关先修课程知识，完成以单元操作为主的一次设计实践，是体察工程实际问题复杂性的初次尝试，是综合性和实践性都较强的学习环节。
2.通过课程设计，希望大家：①初步掌握化工单元操作设计的基本方法和程序；②学会查阅文献资料、搜集有关数据、正确选用公式；③培养理论联系实际的正确设计思想，学会综合运用已学过的理论知识去分析和解决工程问题；④培养准确而迅速地进行过程计算及主要设备的工艺设计计算的能力；⑤提高运用工程语言（简洁的文字、清晰的图表、正确的计算）表达设计思想和计算结果的能力。
考虑到设计时间比较短，我为大家准备了设计的步骤和计算方法，大家还应该查阅资料弄清楚计算的原理，当然，大家也可采用查到的其他方法完成本次设计。
3.请大家按学号在下表中找到自己的设计数据，填入设计任务书的空格内：最后，祝大家顺利完成本次设计！荆楚理工学院《化工原理》课程设计说明书设计题目学生姓名指导老师学院专业班级完成时间目录1.设计任务书……………………………………………（）2.设计方案的确定与工艺流程的说明…………………（）3.全塔物料衡算………………………………………（）4.塔板数的确定………………………………………（）5.精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算………（）6.精馏段的汽液负荷计算………………………………（）7.精馏段主要工艺结构尺寸的计算…………………（）8.精馏段塔板的流体力学验算…………………………（）9.精馏段塔板的汽液负荷性能图………………………（）10.精馏段计算结果汇总…………………………………（）11.设计评述………………………………………………（）12.参考文献………………………………………………（）13.附件……………………………………………………（）附件1：附图1精馏工艺流程图附件2：附图2弓形降液管参数图附件3：附图2塔板布置图设计任务书一、设计题目：混合液板式精馏塔设计二、原始数据及操作条件：年处理量：万吨料液初温：35℃料液浓度：（苯的质量分率）塔顶产品浓度：96%（苯的质量分率）塔底釜液含甲苯量不低于98%（以质量计）每年实际生产天数300天（每年有两个月检修）精馏塔塔顶压强：4kPa(表压)压力：常压，单板压降不大于0.7kPa假定总板效率为：0.6设备型式：（选择浮阀塔或筛板塔）三、设计内容1、塔的工艺设计1）选择工艺流程和工艺条件：加料状态、塔顶蒸汽冷凝方式、塔釜加热方式等2）精馏工艺计算：物料衡算确定各物料流量和组成。
确定适宜的回流比。
计算精馏塔实际塔板数2、精馏塔设备设计1）选择板型：筛板（浮阀）塔2）塔板结构设计和流体力学计算3）绘制塔板负荷性能图3、编写设计说明书要求：按设计程序列出计算公式、写出详细计算步骤、计算结果；列出计算结果明细表；附有工艺流程图，塔板结构简图；对所选用的物性数据和经验公式、图表注明来源；设计说明书要求字迹工整，装订成册上交。
板式塔设计简易步骤一、 设计方案的确定及工艺流程的说明对塔型板型、工艺流程、加料状态、塔顶蒸汽冷凝方式、塔釜加热方式等进行说明，并 绘制工艺流程图。
（图可附在后面） 二、 全塔物料衡算：见教材P 270计算出F 、D 、W ，单位：kmol/h 三、 塔板数的确定1. 汽液相平衡数据：查资料或计算确定相平衡数据，并绘制t-x-y 图。
2. 确定回流比：先求出最小回流比：P 291。
再确定适宜回流比：P 293。
3. 确定理论板数逐板法或梯级图解法（塔顶采用全凝器）计算理论板层数，并确定加料板位置：P 291。
逐板法需知相对挥发度： 4. 确定实际板数：估算塔板效率：P 310。
（①需知全塔平均温度，可由 t-x-y 图确定塔顶、塔底温度，或通过试差确定塔顶、塔底温度，再取算术平均值。
②需知相对挥发度，可由安托因方程求平均温度下的饱和蒸汽压，再按理想溶液计算，本设计中已规定总板效率，不需另行计算！）由塔板效率计算精馏段、提馏段的实际板层数：P 310式6-67。
四、 精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算1. 操作压力m p ：取2FD m p p p +=2. 精馏段平均温度m t可由泡点方程试差法确定塔顶、进料板温度或查t-x-y 图确定，再取平均值。
3. 平均摩尔质量M Vm 、M Lm由P 9式0-27分别计算塔顶、进料板处的摩尔质量，再分别取两处的算术平均值。
汽相的摩尔分率查t-x-y 图。
4. 平均密度Vm ρ、Lm ρVm ρ：用P 14式1-7分别计算塔顶、进料板处液相密度，再取算术平均值。
mVmm Vm T R M p ⋅⋅=ρ5. 液体表面张力m σ由B B A A m x x σσσ+=分别计算塔顶mD σ与进料板mF σ，再取平均值。
6. 液体粘度m μ 与表面张力的计算相同。
五、精馏段汽液负荷（Vs 、Ｌs ）计算V=（R+1）D L=RDVmVm s VM V ρ3600=Lm Lms LM L ρ3600=同时计算V h 、L h 。
冷凝器的热负荷：(本次设计不计算)六、 精馏段主要工艺结构尺寸的计算(一) 板间距H T 的初估。
板间距初估是为了估算塔径，在P 311表6-5中初选。
(二) 塔径的初估与圆整 P 312，1. 液泛速度：计算，并取适宜操作气速。
2. 塔径：计算，并圆整，再按P 311表6-5，检验塔径是否合适。
3. 实际操作气速。
(三) 塔板工艺尺寸的计算1. 溢流装置:说明采用何种形式的溢流堰、降液管、受液盘。
（以下为选择依据：）1）降液管：降液管有圆形与弓形两类。
通常，圆形降液管只用于小直径塔，而弓形降液管由部分塔壁和一块夹板围成，它能充分利用塔内空间，普遍用于直径较大、负荷较大的塔板。
2)溢流方式： 溢流方式与降液管的布置有关。
常用的降液管布置方式有U 型流、单溢流、双溢流及阶梯式双溢流等。
常选择的为单流型和双流型。
可依下表进行选择。
3）溢流堰的形式：有平直形和齿形两种。
一般选择平型。
4）受液盘: 受液盘有平受液盘和凹形受液盘两种形式，如下图所示。
(a) 平受液盘 (b)凹受液盘平受液盘一般需在塔板上设置进口堰，以保证降液管的液封，并使液体在板上分布均匀。
但设置进口堰既占用板面，又易使沉淀物淤积此处造成阻塞，因此可不设进口堰。
采用凹形受液盘不需设置进口堰。
凹形受液盘既可在低液量时能形成良好的液封，又有改变液体流向的缓冲作用，并便于液体从侧线的抽出。
对于φ600mm 以上的塔，多采用凹形受液盘。
凹形受液盘的深度一般在50 mm 以上，有侧线采出时宜取深些。
凹形受液盘不适于易聚合及有悬浮固体的情况，因易造成死角而堵塞。
溢流装置的设计计算1）堰长l w ：参见P 306 “一、塔板结构 (二)溢流堰”堰长l W 应由液体负荷及溢流型式而定。
对于常用的弓形降液管： 单溢流取l W = （0.6～0.8）D 其中D 为塔径，m 。
双流型塔板，两侧堰长取为塔径的0.5~0.7倍。
并保证堰上溢流强度()h m /m 130~100/3⋅<w h l L ，满足筛板塔的堰上溢流强度要求。
2）堰上液层高度h ow : 太小，堰上的液体均布差，太大则塔板压强增大，物沫夹带增加。
对于平直堰，堰上液层高度h ow 可用弗朗西斯（Francis ）经验公式求算：式中：Ls ——塔内液体流量，m 3/h ； lw ——堰长，m ； E ——液流收缩系数。
液流收缩系数E ，可由液流收缩系数计算图查取。
一般情况下可取E=1，所引起的误差对计算结果影响不大。
平直堰，一般h ow >0.006m ，若低于此值，改用齿形堰。
H ow 也不宜超过0.06~0.07m ，否则改用双溢流型塔板。
3）出口堰高h w ：堰高h w 需根据工艺条件与操作要求确定。
设计时，一般应保持塔板上清液层高度在50～100mm 。
计算公式： ow L W h h h -=式中：h L ——板上液层高度，在50～100mm 内取值，m ；h ow ——堰上液层高度，m 。
堰高一般在0.03～0.05m 范围内，对于减压塔的h w 值应较低，以降低塔板的压降。
堰高还要考虑降液管底端的液封，一般应使堰高在降液管底端0.006m 以上，大塔径相应增大此值。
若堰高不能满足液封要求时，可设进口堰。
在求出h ow 后，检验堰高是否在下式范围：4）弓形降液管宽度W d 与截面积A f : 可根据Dl W查由下图查得。
( 图中A T 为塔横截面积。
) 按P 306 式6-65验算停留时间。
即若不能满足上式要求，应调整降液管尺寸或板间距，直至满足要求为止。
5）降液管底隙高度h 0 :降液管底隙高度h 0应低于出口堰高度h w ，才能保证降液管底端有良好的液封，一般取为：)012.0~006.0(-=W O h h ，m降液管底隙高度一般也不宜小于20～25mm ，否则易于堵塞，或因安装偏差而使液流不畅，造成液泛。
在设计中，塔径较小时可取h 0为25～30mm ，塔径较大时可取h 0为40mm 左右，最大可达150mm 。
降液管底隙高度h 0也可用下式计算：式中：L S ——塔内液体流量，m 3/s ；u 0′——液体通过降液管底隙的流速，m/s ；一般可取u 0′=0.07～0.25m/s 。
2. 塔板布置1）边缘区宽度c W 与安定区宽度s W塔板通常分为四个区：即边缘区、安定区、溢流区、开孔区。
确定边缘区宽度c W ：在靠近塔壁的一圈边缘区域供支持塔板的边梁之用，称为无效区，也称边缘区。
其宽度W c 视塔板的支承需要而定，小塔一般为30~76 mm ，大塔一般为50~75 mm 。
为防止液体经无效区流过而产生短路现象，可在塔板上沿塔壁设置挡板。
确定安定区宽度s W ：开孔区与溢流区之间的不开孔区域称为安定区，也称为破沫区。
溢流堰前的安定区宽度为W s ，其作用是在液体进入降液管之前有一段不鼓泡的安定地带，以免液体大量夹带气泡进入降液管；安定区的宽度可按下述范围选取，即：溢流堰前的安定区宽度 W s =70~100 mm 。
对小直径的塔(D ＜l m)，因塔板面积小，安定区要相应减小。
溢流区为降液管及受液盘所占的区域，其中降液管所占面积以A f 表示，受液盘所占面积以A ′f 表示。
2）计算开孔区面积：对单溢流型塔板，开孔区面积可用下式计算，即式中 ,m ；,m ； 为以角度表示的反正弦函数。
对双流型塔板，请查资料。
以下按浮阀塔板计算： 3. 开孔数及筛孔排列 1）浮阀塔①阀孔直径： 阀孔直径由所选浮阀的型号决定，如常用的F1型浮阀的阀孔直径为39mm 。
②阀孔数：阀孔数n 取决于操作时的阀孔气速u 0，而u 0由阀孔动能因数F 0决定。
