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前言1

第一章 化工设计概论1

第一节 化工设计的内容及分类1

1—1—1 设计阶段与内容1

1—1—2 设计范围与对象2

第二节 化工设备设计方法与步骤3

1—2—1 对化工设备设计的要求3

1—2—2 设计方法与步骤4

1—3—1 技术经济评价的指标5

第三节 化工过程及设备的技术经济评价5

1—3—2 基建投资估算6

1—3—3 产品成本与设备生产费用的估算7

第四节 化工设备设计的最优化8

第五节 电子计算机在化工设计中的应用9

参考文献10

第二章 物料衡算与热量衡算11

第一节 物料衡算方程式11

第二节 物料衡算的一般分析11

2—2—1 几个基本概念11

第三节 用电子计算机进行物料衡算14

2—2—2 物料衡算的步骤14

2—4—1 热量衡算式25

2—4—2 常用热力学数据的计算25

第四节 能量衡算(热量衡算)25

2—4—3 热量衡算27

参考文献31

第三章 传热设备设计32

第一节 概述32

3—1—1 换热设备的分类32

3—1—2 换热设备设计与选型的原则33

第二节 设计方案的确定34

3—1—3 换热设备设计步骤34

3—2—1 换热器的选择35

3—2—2 换热器内流体通入空间的选择36

3—2—3 流体流速的选择37

3—2—4 加热剂、冷却剂的选用37

第三节 管壳式换热器的工艺计算38

3—3—1 计算步骤38

3—3—2 无相变的壳程传热膜系数的计算38

3—3—3 管程与壳程的流体阻力的计算41

3—3—4 设计题例43

3—3—5 混合蒸气冷凝器的设计法52

第四节 管壳式换热器的结构设计61

3—4—1 管束及壳程分程61

3—4—2 传热管62

3—4—3 管子布置63

3—4—4 管板65

3—4—5 管子与管板的连接65

3—4—6 管板与壳体的连接66

3—4—7 折流板67

3—4—8 管箱与壳程接管68

3—4—9 壳体直径及厚度70

3—4—10 概略质量71

参考文献72

本章符号说明72

附录3—1 固定管板式换热器基本参数(摘录)74

附录3—2 浮头式管壳换热器工艺参数(摘录)75

附录3—3 固定式换热器管板尺寸(mm)(摘录)77

第四章 气(汽)液传质过程计算78

第一节 概述78

4—2—1 设计变量和计算类别79

第二节 泡点和露点计算79

4—2—2 泡点方程的简化计算80

第三节 多元分离的操作型计算82

4—3—1 矩阵法83

4—3—2 逐板法和不稳定方程法97

4—3—3 精馏计算方法总结100

第四节 焓及进料焓的计算100

4—4—1 焓的计算100

4—4—2 部分汽化及进料焓的计算102

4—5—1 多元精馏计算的任务104

第五节 多元精馏的简捷法104

4—5—2 最小回流比R_m的确定105

4—5—3 最小理论板数N_m，理论板数及总塔效率E_r的求取105

4—5—4 简捷法解算多元精馏塔步骤107

4—5—5 多元精馏简捷法在复杂塔中的应用108

第六节 THPRO与计算示例109

4—6—1 关于“THPRO”软件109

4—6—2 设计示例——醋酸精馏塔设计110

参考文献112

本章符号说明112

附录4—1 三对角矩阵法进行精馏模拟计算的子程序清单(含UNIFAC法求取活度系数子程序)113

附录4—2 WILSON模型求算活度系数子程序清单120

附录4—3 松弛法解精馏塔子程序清单121

附录4—4 三对角矩阵法解醋酸精馏塔的结果125

附录4—5 程序及框图中符号说明127

第五章 气(汽)液传质设备设计129

第一节 概述129

5—1—1 塔型选择129

5—1—2 塔设备结构设计的基本要求130

第二节 填料塔设计131

5—2—1 填料塔的特点和构造131

5—1—3 满意设计与优化设计(最佳设计)131

5—2—2 填料的选择133

5—2—3 填料塔的设计计算136

5—2—4 填料塔的结构设计144

第三节 板式塔设计153

5—3—1 板式塔简介153

5—3—2 板式塔设计计算157

5—3—3 塔板的结构设计182

参考文献191

本章符号说明(一)192

本章符号说明(二)193

附录5—1 浮阀塔结构设计源程序清单(C语言编程)195

附录5—2 筛板塔结构设计子程序清单(FORTRAN语言编程)199

附录5—3 塔板结构设计程序及框图中符号说明206

第六章 液液传质过程及设备设计208

第一节 概述208

第二节 液液相平衡210

6—2—1 分配系数210

6—2—2 液液平衡关系的关联210

第三节 多级逆流萃取过程的计算212

6—3—1 逐级计算法212

6—3—2 矩阵法214

第四节 连续(微分)逆流萃取过程的计算216

6-4—1 活塞流模型217

6—4—2 扩散模型218

6—4—3 理论级和理论级当量高度(HETS)223

第五节 萃取设备设计223

6—5—1 萃取设备的分类224

6—5—2 萃取设备的性能及其评价224

6—5—3 萃取设备型式的选择227

6—5—4 典型萃取设备的设计228

第一节 概述234

参考文献249

本章符号说明250

7—1—1 材料的分类254

7—1—2 材料的性能254

第七章 化工设备材料与防腐254

7—1—3 选择材料的原则255

第二节 金属材料256

7—2—1 碳钢256

7—2—2 台金钢258

第三节 非金属材料260

7—2—3 有色金属260

7—3—1 无机非金属材料261

7—3—2 有机材料261

第四节 化工设备的腐蚀及防护263

7—4—1 腐蚀概述263

7—4—2 化工设备的防腐264

参考文献266

8—1—3 化工设备零部件的标准化267

8—1—1 化工设备的结构与机械设计要求267

8—1—2 化工设备结构的分析267

第一节 概述267

第八章 化工设备的结构与机械设计267

8—1—4 化工设备的结构与机械设计268

第二节 化工容器设计269

8—2—1 内压圆筒的强度计算270

8—2—2 封头设计272

8—2—3 外压容器设计275

8—2—4 容器的开孔补强278

8—2—5 综合计算举例280

8—3—1 法兰联接281

第三节 化工设备的联接281

8—3—2 焊接简介289

第四节 化工设备零部件的选用291

8—4—1 接管与接口291

8—4—2 人孔与手孔295

8—4—3 视镜296

8—4—4 液面计297

8—4—5 支座298

8—4—6 动密封装置302

参考文献305

本章符号说明306