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第一篇 典型过程与设备的计算总则1

第一章 流体力学计算1

主要符号1

1.管路流体阻力的计算1

2.管路最佳直径的计算4

3.具有多孔及粒状床层和填料设备的流体阻力计算5

4.泵和通风机的计算7

5.泵和通风机的计算示例13

例1 泵的计算13

例2 通风机的计算15

6.两相流的流体动力学参数计算16

参考文献21

第二章 热计算22

主要符号22

1.换热设备工艺计算的一般程序22

2.给热系数计算公式26

3.标准换热设备的主要结构和参数29

3.1 列管式换热器29

3.2 套管式换热器37

3.3 板式换热器38

3.4 螺旋板式换热器41

3.5 箱式石墨换热器42

4.换热器计算示例44

例1 列管式冷却器的计算44

例2 板式冷却器的计算48

例3 板式加热器的计算52

例4 列管式冷凝器的计算53

例5 列管式蒸发器的计算55

5.标准换热设备的最佳选择58

例6 冷却器最佳方案的选择(例1和例2的补充)61

参考文献64

第三章 质量交换过程的计算65

主要符号65

1.吸收和液体萃取65

1.1 物料衡算67

1.2 理论级数的计算68

1.3 吸收剂或萃取剂流量的确定76

1.4 逆流塔直径的计算76

1.5 相间表面的计算78

1.6 决定传质强度的参数计算81

1.7 相的连续接触式设备的高度计算84

1.8 相的逐级接触式设备中级数的计算88

2.二元系统的连续精馏93

2.1 物料和热量衡算94

2.2 理论板数的计算94

2.3 恒摩尔流的精馏过程98

2.4 精馏塔主要尺寸的确定102

3.在固相固定床设备中的吸附106

3.1 物料衡算106

3.2 多孔固相的质量传递107

3.3 吸附器的计算109

3.4 浓度分布和排出曲线的计算110

参考文献126

第四章 化工设备基本零部件的机械计算127

主要符号127

引言127

1.筒体厚度的计算128

2.封头厚度的计算129

3.法兰连接和顶盖的计算130

4.设备支座的计算132

5.管板的计算133

6.补偿器的计算136

7.转筒的计算138

8.搅拌设备垂直轴的计算141

参考文献144

第二篇 典型装置的计算示例145

第五章 蒸发装置145

主要符号145

引言145

1.蒸发器传热面积的确定147

1.1 蒸浓液浓度的计算147

1.2 溶液沸点的确定147

1.3 有效温度差的计算150

1.4 热负荷的确定151

1.5 设备材料的选择152

1.6 传热系数的计算152

1.7 有效温度差的分配156

1.8 传热面积的精确计算157

2.保温层厚度的确定158

3.气压冷凝器的计算159

3.1 冷却水流量的确定159

3.2 气压冷凝器直径的计算159

3.3 气压管高度的计算160

4.真空泵生产能力的计算160

5.多效蒸发装置最佳效数的计算161

附录164

附录1 管式蒸发器的类型164

附录2 蒸发器的主要尺寸165

附录3 某些水溶液在溶液浓度(质量％)和温度不同时的表面张力σ、密度P和粘度μ169

附录4 大气压下某些水溶液的沸点升高170

附录5 气压冷凝器的主要尺寸171

附录6 BBH型真空泵的技术特性172

参考文献172

第六章 吸收装置173

主要符号173

引言173

1.填料吸收塔的计算174

1.1 被吸收物质的质量和吸收剂流量的确定175

1.2 推动力的计算176

1.3 传质系数的计算176

1.4 气体速度和吸收塔直径的计算179

1.5 喷淋密度和填料活性表面的确定180

1.6 给质系数的计算181

1.7 传质面积和吸收塔高度的确定182

1.8 吸收塔的流体阻力计算183

2.板式吸收塔的计算185

2.1 气体速度和吸收塔直径计算186

2.2 传质系数的计算187

2.3 清液层高度的计算188

2.4 给质系数的计算189

2.6 吸收塔的塔板数计算190

2.6 板间距的选择和吸收塔高的确定190

2.7 吸收塔塔板流体阻力的计算191

3.填料吸收塔和板式吸收塔计算资料的比较192

附录192

附录1 塔式设备的结构192

附录2 各种类型的塔板194

参考文献208

第七章 精馏装置209

主要符号209

引言209

1.填料精馏塔的计算210

1.1 塔的物料衡算和操作回流比的确定211

1.2 蒸气速度和塔径的计算214

1.3 填料高度的计算215

1.4 填料流体阻力的计算219

2.板式精馏塔的计算221

2.1 蒸气速度和塔径的计算221

2.2 精馏塔高度计算222

2.3 塔板上清液层高度和鼓泡层气含率的确定223

2.4 传质系数和塔高的计算224

2.5 塔板的流体阻力计算228

3.精馏装置最优方案的选择229

参考文献231

第八章 萃取装置232

主要符号232

引言232

1.萃取设备的计算233

1.1 液滴沉降速度233

1.2 逆流萃取塔中的液泛速度234

1.3 滞液率235

1.4 液滴尺寸237

1.5 给质系数238

1.6 澄清区尺寸239

2.喷淋塔计算举例240

3.转盘萃取塔计算举例245

参考文献250

第九章 吸附装置251

主要符号251

引言251

1.吸附剂为流化床吸附装置的计算252

1.1 气流速度的确定256

1.2 吸附剂用量的确定257

1.3 体积传质系数的确定257

1.4 总传递单元数的确定258

2.吸附剂为固定床间歇操作吸附装置的计算259

2.1 吸附等温线的绘制261

2.2 吸附阶段持续时间的确定263

3.吸附剂为移动床吸附装置的计算263

3.1 设备直径的计算264

3.2 吸附剂移动速度的计算265

3.3 吸附剂床层高度的计算265

4.吸附器结构特征267

4.1 吸收剂为固定床的吸附器267

4.2 吸收剂为移动床的吸附器271

4.3 吸收剂为流化床的吸附器274

参考文献277

第十章 干燥装置278

主要符号278

引言278

1.转筒干燥器的计算279

1.1 送入干燥器的烟道气参数的确定280

1.2 废气参数、干燥介质流量和干燥过程热量消耗的确定282

1.3 干燥转筒主要尺寸的确定284

2.流化床干燥器的计算290

2.1 空气流量、气体速度和干燥器直径的确定290

2.2 流化(沸腾)床层高度的确定292

2.3 干燥器的流体阻力295

参考文献297

第十一章 冷冻装置298

主要符号298

引言298

1.压缩蒸气冷冻装置的计算299

1.1 冷冻循环的计算301

1.2 冷冻设备的选择303

1.3 载冷体回路的计算307

1.4 冷却水循环系统的计算309

1.5 保温层的计算312

1.6 压缩冷冻装置的能量效率313

2.吸收冷冻装置的计算318

2.1 吸收冷冻机循环的计算319

2.2 设备选择326

2.3 吸收冷冻装置的能量效率327

3.压缩冷冻机和吸收冷冻机的技术经济对比分析329

参考文献332

第十二章 溶液浓缩的膜装置333

主要符号333

引言333

1.反渗透装置的计算333

1.1 反渗透阶段浓缩度的确定334

1.2 膜的选择334

1.3 膜工作面积的估算336

1.4 设备的选择337

1.5 装置中设备的编组338

1.6 膜表观选择率的计算340

1.7 膜面积的精确计算342

1.8 流体阻力的计算344

2.超过滤装置的计算346

2.1 膜的选择347

2.2 膜工作面积的估算347

2.3 设备的选择348

2.4 膜表观选择率的计算353

2.5 膜面积的精确计算354

2.6 流体阻力的计算354

附录355

附录1 25℃时无限稀释的离子水合热355

附录2 25℃时电解质水溶液的某些物化性质356

参考文献359

第三篇 课程设计的图纸构成360

1.一般要求360

2.工艺流程图361

3.对总图的基本要求364

附录378

附录1 蒸发装置工艺流程图378

附录2 吸收置工艺流程图380

附录3 精馏装置工艺流程图382

附录4 萃取装置工艺流程图384

附录5 吸附装置工艺流程图386

附录6 干燥装置工艺流程图388

附录7 氨冷冻装置工艺流程图390

附录8 反渗透浓缩装置工艺流程图392

附录9 套管换热器总图394

附录10 冷凝器总图396

附录11 煮沸器总图398

附录12 自然循环外热式蒸发器总图400

附录13 自然循环外热式体外沸腾区蒸发器总图402

附录14 强制循环内热式体外沸腾区蒸发器总图404

附录15 自然循环内热式带盐分离器蒸发器总图406

附录16 φ1000mm填料吸收塔总图408

附录17 φ800mm泡罩精馏塔总图410

附录18 φ1000mm浮阀精馏塔总图412

附录19 φ2000mm浮阀筛板精馏塔总图414

附录20 φ2600mm多流型筛板精馏塔总图416

附录21 φ1500mm转盘萃取塔总图418

附录22 环形吸附器总图420

附录23 转筒干燥器壳体总图422

附录24 具有卷式过滤组件的反渗透设备总图424

附录25 平面框型超滤设备总图426