1、课程设计（化原、化机） 教学大纲课程编号：0412104002课程名称：课程设计（化原、化机）周数/学分：2/2先修课程：化工原理 、 化工设备设计基础 、 工程制图适用专业：化学工程与工艺开课教研室：化工教研室一、目的与要求课程设计是化学工程与工艺专业学生综合利用化工原理、化工设备设计基础知识，独立完成以化工单元操作为主的一次设计训练。本课程的目的在于初步培养学生理论联系实际、利用所学知识解决实际生产问题的能力；使学生初步掌握常见单元操作的化工工艺计算和典型化工设备设计计算及选型，建立工程设计思想，提高工程设计能力，也为毕业设计打下基础。通过 2 周课程设计，要求学生得到以下方面的实践锻炼。
2、 1.掌握查阅各种工程设计手册和设计规范的方法，查找设计中所使用的有关数据与公式，确定化工工艺流程及保证化工过程得以实现的措施。2.进行一系列较为全面的化工工艺设计计算。对主设备做出较为完整的机械设计计算，对有关附属设备做出计算与选择。 3.正确绘制主要设备装配图、工艺流程图。 4.编写设计说明书。 二、课程设计内容课程设计题目类型分为精馏、吸收、换热等单元操作。要求设计题目来自实际生产过程或具有工程背景，鼓励真题真做。设计任务安排二人一题，但要求每人选择不同的设计条件或工艺参数独立完成全部设计工作。（一）工艺设计部分1.设计方案确定和设计参数选定：根据设计任务，查阅相关资料，确定工艺流程和计
3、算方法与步骤，选定与设计有关参数。 2.工艺设计计算：物料衡算，能量衡算，工艺参数的选定，精馏塔（吸收塔）、换热器等主要设备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，设备规格型号的选定。 4.进行设计方案的技术经济比较。 5.绘制工艺流程图：按照化工工艺设计的要求绘制带控制点的工艺流程图。 6.编写设计说明书：设计说明书要包括以上几部分工作的内容，注明参考文献，并注意保持说明的干净整洁。 （二）设备机械设计部分1.设备机械设计根据前期工艺设计的结果，进行机械设计计算，包括结构材料的选择，结构设计和强度计算。在进行机械设计时，应根据学过的知识选用最恰当的材料，尽量完
4、善结构设计，以保证有足够的设备效率（如板效率、传热系数等）。2.设计图纸设计图纸幅面为 A1 或 A2，能正确的反映和表达设计的对象，绘图符合国家标准，用最少的线条将设计对象表达得最清楚。设计图纸要做到图面分割、布置合理，排列整齐匀称，线形正确恰当，图形剖留得当，字体端庄整齐，图面清洁。 3.设计说明书化工设备设计基础课程设计说明书应包括：机械设计的指导思想和有关数据；选材原则和比较选用结果；结构对比和选择；部分结构节点图；机械强度计算；对结构设计和强度计算的分析讨论。三、课程设计步骤与方法1.设计动员与布置任务 2.设计准备阶段 对所给设计任务作较为全面的了解。根据设计内容复习两门课程中的有
5、关章节及阅读有关文献资料。在全面考虑的基础上确定设计方案。 3.设计过程（1）工艺设计计算选择适宜的数学模型和计算方法，按照任务书规定要求、给定条件以及现有资料进行工艺设计计算，即进行物料衡算、热量衡算等，以获得物流量、能流量、各物流的组成、状态等信息，同时获得设备的结构工艺尺寸。（2）结构设计在工艺设计基础上，进行机械设计计算，包括结构材料的选择，结构设计和强度计算。整个设计包括论述、计算、分析、结果及绘图等部分，设计过程中反复调整某些参数以获得最佳结果或对本设计做出正确的评述，提出具体的改进方案。4.总结阶段设计基本完成以后，要编写出完整的有计算、有论述分析的设计说明书，完成规定的图纸。四
6、、课程设计说明书与图纸1.设计任务2.塔的工艺计算例如板式精馏塔：包括全塔物料衡算、塔顶及塔底温度、精馏段和提馏段气液负荷、塔顶冷凝器热负荷、冷却水用量、塔底再沸器热负荷、加热蒸汽用量、塔的理论板数、实际板数等。填料吸收塔：包括物料衡算、液气比、填料层高度、填料层压降等。3.塔的结构设计例如板式精馏塔：包括塔高、塔径、降液管、溢流堰、开孔数及开孔率等。填料吸收塔：包括塔高、塔径、液体分布器、填料支撑板、填料压板与床层限制板、气体进出口装置与排液装置、液体收集与再分布装置等。4.塔流体力学验算5.塔板布置图、塔板负荷性能图6.附属设备的设计例如：塔顶冷凝器、塔底再沸器、回流泵、进料接管、塔顶产品
7、接管、塔底产品接管、塔顶蒸汽接管等。7.计算原料贮罐、回流罐、产品贮罐的体积、塔的人孔或手孔开孔数目。8.撰写设计结果一览表（见附表 1，根据设计任务不同酌情修改） 。9.设计感想、设计评价。10.参考文献。11.绘制流程图及塔（换热器）设备图。附表 1设计结果一览表计算结果序号 项 目 符 号 单 位精馏段 提馏段1 平均温度2 平均压力3 气相4 平均流量 液相5 实际塔板数6 塔的有效高度7 塔径8 板间距9 降液管形式10 空塔气速11 溢流管形式12 溢流堰长度13 溢流堰高度14 板上液层高度15溢流装置堰上液层高度16 安定区宽度17 开孔区到塔壁距离18 开孔区面积19 阀孔直
8、径20 浮阀或筛孔个数21 阀孔或筛孔气速22 阀孔或筛孔动能因数23 开孔率24 孔心距25 排间距26 塔板压降27 液体在降液管中的停留时间28 降液管底隙高度29 泛点率30 液相负荷上限31 液相负荷下限32 气相负荷下限33 操作弹性五、课程设计进度表六、课程设计考核方式课程设计成绩是依据学生进行理论分析和工程计算的能力、设计过程中表现、图纸和设计序号 内 容 所用时间（天）一 设计教学、任务分配、资料收集 1二 工艺设计及设计计算 3三 设备计算 2四 流程图绘制 1.5五 设备图绘制 1.5六 编写设计说明书 1合计 10说明书的质量等各方面综合评定。化工原理课程设计成绩和化工设备设计基础课程设计成绩分别评定，在综合成绩中各占 50%，课程设计综合成绩记百分制成绩。执笔： 李红玲审定： 张 伟 徐绍红
