文档介绍：《化工原理》
课程设计指导书
适用专业:生物、食品与制药工程
课程代码: 7403480
总学时: 2周
总学分: 2 学分
编写单位: 生物工程学院
编写人: 包清彬
审核人:
审批人:
批准时间: 年月日
一、课程设计的目的
现代工业要求相关工程技术人员不仅应是一名工艺师,还应当具备按工艺要求进行生产设备和生产线的选型配套及工程设计能力。化工原理课程设计是对学生进行初步的工程设计能力的培养和训练,《化工原理课程设计》是化工原理课程的一个实践性、总结性和综合性的教学环节, 其可达到:
进一步巩固《化工原理》所学的有关内容,在设计过程中加深对所学知识的理解和运用。
初步掌握化学工程典型单元操作的设计思想和设计方法及设计步骤。培养学生独立解决问题的能力,为以后的学****及毕业设计打下基础。
进一步锻炼学生的计算能力、设计能力,熟悉和正确使用手册、国标等技术资料,培养一丝不苟的科学态度。
4、树立实际工作中的“理论联系实际”的科学工作方法,培养学生科学性、经济性综合考虑工程实际问题的思想方法,增强工程观念和时间能力。
二、课程设计组织形式
课程设计采用集中安排,集中讲解,分组定点完成,指导教师每天定点指导,适当集中及个别答疑的组织形式。
三、设计题目
设计题目:乙醇—水精馏塔(装置)工艺设计。
在此基础之上,又以不同学生完成不同生产能力进行设计,具体见课程设计任务书。
四、课程设计步骤
1、查阅文献资料,搜集资料、阅读教材,了解精馏的相关知识,熟悉精馏的原理、流程、工艺设计计算内容;了解乙醇的生产工艺、乙醇—水系统的相关理化参数,收集原始数据等;
2、拟定设计方案,选择精馏工艺流程;
3、根据设计任务书给定的产量和回流比要求,用精馏的相关理论知识,进行精馏操作的工艺计算:用图解法确定回流比和理论塔板数;用物料衡算确定各环节的物料量;
4、根据工艺流程及物料衡算结果,进行能量衡算,确定生产所需加热蒸汽消耗量、冷却水的消耗量;根据传热理论进行塔底再沸器、塔顶冷凝器、产品冷却器换热面积设计计算;
5、在物料衡算、热量衡算结论基础上进行塔和塔板主要工艺尺寸的设计,进而进行塔板的负荷性能计算;
6、以物料衡算结果为依据,结合流体流动相关知识,进行管路、储罐尺寸计算;
7、以工艺流程为基础,结合物料衡算、热量衡算结论及结构设计结论,绘制精馏生产工艺流程图(带控制点)及精馏塔的结构简图;
8、编写设计说明书:作为整个设计工作的书面总结,说明书应简练、整洁、文字准确。内容应包括:封面、目录、摘要、设计任务书、设计条件及主要物性参数表、酒精精馏过程的生产方法及特点简述,精馏总体结构(塔型、主要结构)的选择简述,精馏过程有关计算(物料衡算、热量衡算、理论塔板数、回流比、塔高、塔径、进出管径、塔板的负荷性能图等),设计结果一览表,附属设备的选择,要求的工程设计图;参考文献,总结及感想等。
五、课程设计要点
1、在用图解法进行理论塔板数的求取时应注意:由于在高浓度段气液组成较接近,使平衡线与对角线的距离很近,此时,应采取局部放大的方法来作图,使图解结果更加准确;
2、各物料的相关温度可根据不同浓度的乙醇溶液的汽液平衡(沸点)温度求取;
3、进料热状态的确定,应根据预热热源(塔底产品)情况,用热量衡算进行确定;
4、塔顶冷凝器的热量,可只考虑冷凝热,在此基础上加5%的余量进行工程概算,使计算简单;
5、为了强化再沸器的传热,可采取增大再沸器中液体的循环流量的办法,~3倍。且再沸器的传热面积是决定塔操作弹性的主要因素之一,故估算其传热面积时安全系数要选大一些,以防塔底蒸发量不足影响操作。
6、带控制点的工艺流程图:将设计的工艺流程方案用带控制点的工艺流程图表示出来,绘出流程所需全部设备,标出物流方向及主要控制点的控制参数值。
7、某些物性参数当难以准确查取时,可用接近的参数代替进行工程概算。
六、课程设计进度安排
1、查阅文献,熟悉项目情况; 2天
2、进行工艺计算及相关设计计算 4天
3、精馏生产工艺流程图及精馏塔的结构简图绘制 2天
4、设计说明书的编写 1天
5、提交设计及答辩 1天
七、完成后应上交的材料
1、设计说明书 1份
2、图解法求理论塔板数的求解过程图(要求用坐标纸绘制) 1张
3、工艺设备流程图(带控制点工艺流程图) 1张(3号图)
4、精馏塔的结构简图 1张(3号图)
八、成绩评定标准
学****态度20分,技术水平与实际能力30分,论文(计算书、图纸)撰写质量50分,详见以下课程设计成绩评定表。评定时可从设计过程情况,提交的设计资料,答辩情况等进行综合评定。
课程设计成绩评定表
项目
分值
优秀
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