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《化工原理课程设计（Ⅰ、Ⅱ）》大纲
课程名称：化工原理课程设计
英文名称： Course Design of Principles of Chemical Engineering 课程编号： 1804031(1804032)课程类别：专业基础课
学 时 数：四周(第四学期两周和第五学期两周)学 分 数：4 学分 使用专业：化学工程与工艺
一、课程设计目的与任务
化工原理课程设计是一门重要的实践课程，是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程所学知识，完成以化工单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计，对学生进行设计技能的基本训练，培养学生综合运用所学的书本知识解决实际问题的能力，也为毕业设计打下基础。因此，化工原理课程设计是提高学生实际工作能力的重要教学环节。
二、教学基本要求
通过课程设计学生应在下列几个方面得到较好的培养和训练： 1.使学生掌握化工设计的基本程序与方法；
2.结合设计课题，培养学生查阅有关技术资料及物性参数的获取信息能力； 3.通过查阅技术资料，选用设计计算公式，搜集数据，分析工艺参数与结构尺寸间的相互影响，增强学生分析问题、解决问题的能力；
4.对学生进行化工工程设计的基本训练，使学生了解一般化工工程设计的基本内容与要求；
5.通过编写设计说明书，提高学生文字表达能力，掌握撰写技术文件的有关要求； 6.了解一般化工制图基本要求，对学生进行绘图基本技能训练。
三、课程设计内容及学时分配
化工原理课程设计应以化工单元操作的典型设备为对象，课程设计的题目尽量从科研和生产实际中选题。化工原理课程设计内容包括：
1.设计方案简介：包括对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。2.主要设备的工艺设计计算：包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸计算及结构设计。3.典型辅助设备的选型和计算：包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。
4.工艺流程图：以单线图的形式绘制，标出主要设备和辅助设备的物料流向、物流量、能流量和主要化工参数测量点。
5.主要设备工艺条件图：包括设备的主要工艺尺寸。
6.编写设计说明书：掌握设计说明书的编写方法和格式。包括设计任务书、目录、设计方案简介与评述、工艺设计及计算、主要设备设计、工艺流程示意图（AutoCAD），电算程序及符号说明，设计结果总汇，设计结果的自我评价和结束语、参考文献等，要求整个设计内容全部用计算机打字排版、打印（其参见打印文本格式）。设计结果汇总表、参考文献等内容，并附工艺流程图和主要设备结构图。
7.关于计算机的应用：掌握计算机编程计算。特别是优化设计计算，要求学生自编程序，自己上机操作，在说明书中附上计算框图，计算机程序及符号说明以及设计说明书的排版、打印。
设计内容一：列管式（或板式）换热器的设计（以管式换热器的设计为例说明）（2周）
（一）设计内容根据生产任务的要求确定设计方案(1)换热器类型的选择
(2)换热器内流体流入空间的选择 2 化工计算(1)传热面积的计算
(2)管数、管程数及管子排列，管间距的确定(3)壳体直径及壳体厚度的确定 3 换热器尺寸的确定及有关构件的选择 4 换热器流体阻力的计算及其输送机械的选择 5 绘制流程图及换热器的装配图 6 编写说明书
（二）设计要求：在确定设计方案时既要考虑到工艺，操作的要求又要兼顾经济和安全上的要求。2 在化工计算时要求掌握传热的基本理论，有关公式，要知道查哪些资料，怎样使用算图以及怎样选用经验公式，并进行优化设计。3 要求根据国家有关标准来选择换热器的构件要求一部分学生利用计算机来进行辅助设计及优化设计方案 5 要求必须掌握固定管板式或浮头式列管换热器的设计
设计内容二：蒸发装置的设计（以标准蒸发器的设计为例说明）（2周）
（一）设计内容根据溶液的性质及工艺要求确定蒸发器的操作条件，蒸发器的型式和蒸发操作的效数 2 根据物料衡算及热量衡算计算加热蒸汽的消耗量及各效的蒸发量 3 求出各效传热量和传热面积 4 蒸发器尺寸的确定和有关构件的选择 5 附属设备的选型
6绘制流程图及蒸发器的装配图 7编写设计说明书
（二）设计要求要求学生必须根据设计任务书合理选择蒸发器的类型 2 要求学生掌握常用的试差法对多效蒸发器进行工艺计算 3 必须根据有关国标来选择蒸发器的构件
设计内容三：填料（或板式）吸收塔的设计（以填料吸收塔的设计为例说明）
（一）设计内容吸收的汽液平衡关系的确定 2 吸收流程的确定吸收剂的选择及吸收剂用量的计算 4 填料的选择塔径和填料层高度的计算进行阻力计算及气液输送机械的选型 7 塔的辅助装置的选型(1)喷淋装置(2)气体分布器(3)液体分布器(4)气体进出口装置(5)填料支承装置
（2周）8 绘流程图及吸收塔的装配图 9 编写设计说明书
（二）设计要求必须掌握填料塔设计的有关原理、步骤 2 必须学会合理地选择填料必须校核本设计是否满足填料塔设计的有关设计要求 4 必须依据国家有关标准来选择塔的附件如封头、支座等 5 要求部分学生利用计算机进行辅助设计
设计内容四：板式（填料）精馏塔的设计（以板式精馏塔的设计为例说明）
（一）设计内容 1 设计方案的确定(1)操作压力(2)进料状态(3)加热方式(4)热能利用 2 工艺计算(1)物料衡算(2)热量衡算(3)回流比的确定(4)理论塔板数的确定 3 塔板及塔的主要尺寸的设计(1)塔板间距的确定(2)塔径的确定
(3)塔板布置及板上流体流程的确定 4 流体力学的计算及有关水力性质的校核 5 板式精馏塔辅助设备的选型 6 绘制流程图及精馏塔的装配图 9 编写设计说明书
（二）设计要求要求掌握连续精馏装置设计原理与设计步骤
2周）（2 要求部分学生能利用计算机通过逐板计算法求解理论塔板数 3 要求学生知道进料状况及回流比对精馏过程的影响并做好优化设计 4 必须依据国家有关标准选择塔附件如：封头、支座等 学时分配如下：
课程设计学时： 4周（其中：第四学期两周和第五学期两周）
第一阶段：下达设计任务书
第二阶段：阅读设计指导书，查阅资料拟定设计程序和进度计划。
第三阶段：查阅文献，收集有关数据，了解设备配置，安装和操作的有关知识。第四阶段：设计计算，绘图和编制设计说明书。第五阶段：设计考核及评定成绩。
四、课程设计参考资料
[1]天津大学化工原理教研室编.《化工原理课程设计》[M].天津：天津科学技术出版社，1994 [2]大连理工大学化工原理教研室编.《化工原理课程设计》[M].大连：大连理工大学出版社，1994 [3]《化学工程手册》编委会编.《化学工程手册》（第二版）[M].北京：化学工业出版社，1996
五、考核及成绩评定 1．考核内容
由指导教师对学生在课程设计期间的表现，所完成的设计图纸、设计说明书的质量和答辩情况进行综合考核。
评定指标如下：
（1）考勤与遵守纪律情况（2）图纸数量和质量
10% 30%
40%
20%（3）工艺计算书和设计说明书
（4）答辩（笔试和口试，主要是口试）2．成绩评定
依据上述考核内容，最后采用优（>90分）、良（80～89分）、中（70～79分）及格（60～69分）、不及格（
评分标准如下： 优：课程设计相关知识掌握牢固，选定方案及设计计算正确，结果可靠，计算书和说明书书写认真准确，图纸完整规范，具有独立分析解决问题的能力和创新精神或对一方面有深入探讨，答辩能流利清晰地阐述设计的主要观点，回答问题准确。学习态度认真。
良：课程设计相关知识掌握良好，选定方案及设计计算正确，计算书和说明书书写认准确，图纸较完整规范，具有独立分析解决问题的能力，答辩基本能清晰地阐述设计的主要观点，回答问题较准确，学习态度认真。
中：课程设计相关知识掌握较好，选定方案及设计计算正确，计算书和说明书书写认真准确，图纸基本完整规范，答辩基本能阐述设计的主要观点，回答问题基本准确，学习态度较认真。
及格：课程设计相关知识掌握一般，选定方案及设计计算基本正确，计算书和说明书书写一般，图纸完整但不够规范。答辩基本能阐述设计的主要观点，回答问题不够准确，学习态度一般。
不及格：课程设计相关知识掌握一般，选定方案及设计计算不准确，计算书和说明书书写不认真，图纸不完整不规范，答辩不能阐述设计的主要观点，回答问题不准确，学习态度不认真。
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