化工原理课程设计(付家新)(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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付家新 编

图书标签:

• 化工原理
• 课程设计
• 化工工程
• 化学工程
• 过程模拟
• 传热
• 流体
• 分离工程
• 反应工程
• 高等教育

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122270399

版次：2

商品编码：11984454

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-08-01

用纸：胶版纸

页数：386

正文语种：中文

编辑推荐

①对每一大类设备的介绍系统、完整，为设备选型提供了丰富的素材。

②除了阐述主体设备的工艺设计原理和设计步骤外，详细说明了辅助设备的结构设计和选型，有助于于与机械设计接轨。

③每一单元设备都有较为完整的设备工艺设计示例，这些示例经典、完整、规范，适应少学时宽口径教学和学生自学。

④每一单元都附有若干课程设计任务书，为教学与自学提供了极大的方便。

内容简介

本书为高等院校化工原理课程设计教材，全书共分七章，内容包括：化工原理课程设计基础、搅拌装置、换热装置、蒸发装置、塔设备、液�惨狠腿∽爸谩⒏稍镒爸玫墓ひ丈杓啤Ｎ�强调化学工程项目设计的实用性和可操作性，本书选编了12个不同类型的化工装置设计示例，借此引导学生快速掌握化工装置的设计技巧与方法。

本书可作为化工、石油、材料、制药、生物、食品、环境等相关专业的教材，以及完成毕业设计的参考书，亦可供化工领域设计、生产与管理部门工程技术人员参考。

作者简介

付家新，长江大学化学与环境工程学院，高级工程师，在企业工作16年，主持和参与技术改造和技术革新6项，开发化工产品4个。参与国家863项目。主讲化工原理、化工原理课程设计、化工原理实验、化工设计等课程，教学与工程实践经验丰富。

目录

第1 章　化工原理课程设计基础 1
1．1 化工设计与化工原理课程设计概述 1
1．1．1 化工设计的分类与化工设计的内容 1
1．1．2 化工工艺设计的主要内容 2
1．1．3 化工原理课程设计的基本要求及基本内容 2
1．2 化工生产工艺流程设计 3
1．2．1 工艺流程图中常见的图形符号 4
1．2．2 工艺流程设计 16
1．3 主体设备设计工艺条件图 22
1．4 混合物物性数据的估算 22
1．4．1 混合物的平均摩尔质量 22
1．4．2 混合物的密度 23
1．4．3 混合物的黏度 23
1．4．4 混合物的热导率 24
1．4．5 混合物的比热容 24
1．4．6 混合物的汽化潜热 25
1．4．7 混合液的表面张力 25
1．5 化工设计中的常用软件 27
第2 章　搅拌装置的工艺设计 29
2．1 概述 29
2．1．1 机械搅拌设备的基本结构 29
2．1．2 搅拌器的类型与选择 30
2．1．3 搅拌器安装形式与流型 33
2．2 搅拌装置工艺设计 34
2．2．1 搅拌功率工艺设计计算 34
2．2．2 搅拌器工程放大 39
2．2．3 搅拌器中的传热 40
2．2．4 搅拌器主要附件 43
2．3 搅拌装置工艺设计示例 46
第3 章　换热装置的工艺设计 53
3．1 概述 53
3．2 管壳式换热器的工艺设计 55
3．2．1 确定设计方案 56
3．2．2 管壳式换热器的结构 60
3．2．3 管壳式换热器的工艺设计计算 68
3．2．4 管壳式换热器工艺设计示例 75
3．3 再沸器的工艺设计 89
3．3．1 再沸器的类型 89
3．3．2 再沸器型式的选择 90
3．3．3 立式热虹吸再沸器的工艺设计 91
3．3．4 立式热虹吸再沸器工艺设计示例 98
3．4 换热器设计任务四则 104
第4 章　蒸发装置的工艺设计 109
4．1 概述 109
4．1．1 蒸发装置的结构特点 110
4．1．2 蒸发装置的选型原则 113
4．1．3 蒸发操作压力的选择 114
4．1．4 多效蒸发的效数与流程 114
4．2 多效蒸发过程的工艺计算 116
4．2．1 各效蒸发量和完成液组成的估算 117
4．2．2 各效溶液沸点及有效总温度差的估算 117
4．2．3 加热蒸汽消耗量及各效蒸发水量的初步估算 119
4．2．4 传热系数K 的确定 119
4．2．5 蒸发器传热面积和有效温差在各效中的分配 120
4．3 蒸发器主要工艺结构尺寸的设计计算 121
4．3．1 加热管的选择和管数的初步估计 121
4．3．2 循环管的选择 122
4．3．3 加热室直径及加热管数目的确定 122
4．3．4 分离室直径和高度的确定 122
4．3．5 接管尺寸的确定 123
4．4 蒸发装置的辅助设备 124
4．4．1 气液分离器 124
4．4．2 蒸汽冷凝器 125
4．5 蒸发装置工艺设计示例 128
4．6 蒸发装置设计任务两则 136
第5 章　塔设备的工艺设计 138
5．1 概述 138
5．2 板式塔的工艺设计 141
5．2．1 设计方案的确定 141
5．2．2 塔板型式的选择 143
5．2．3 塔内件工艺结构尺寸的设计计算 146
5．2．4 塔板上的流体力学计算和校核 160
5．2．5 气液负荷性能图 166
5．2．6 塔体工艺结构尺寸的设计计算 167
5．2．7 塔附件的工艺设计 172
5．2．8 辅助设备的工艺设计 178
5．2．9 筛板塔精馏工艺设计示例 179
5．2．10 浮阀塔精馏工艺设计示例 191
5．3 填料塔的工艺设计 202
5．3．1 设计方案的确定 202
5．3．2 填料型式的选择 202
5．3．3 填料塔的塔内件 207
5．3．4 填料塔的塔附件 217
5．3．5 填料塔塔体工艺结构计算 218
5．3．6 填料塔流体力学性能的校核 223
5．3．7 填料吸收塔工艺设计示例 227
5．4 BTX精馏分离过程的Aspen模拟示例 246
5．5 塔设备工艺设计任务十则 262
5．5．1 板式塔设计任务六则 262
5．5．2 填料塔设计任务四则 266
第6 章　液-液萃取装置的工艺设计 270
6．1 概述 270
6．1．1 萃取剂的选择 271
6．1．2 萃取操作参数的选择 272
6．1．3 萃取流程的选择 272
6．1．4 萃取设备的选择 273
6．2 转盘萃取塔的工艺设计 275
6．2．1 转盘萃取塔的基本结构 275
6．2．2 转盘塔内的流体流动 276
6．2．3 转盘塔的主要结构参数 276
6．2．4 转盘塔的流体力学特征与塔径的计算 277
6．2．5 传质和塔高的计算 280
6．2．6 转盘塔的工艺设计步骤 289
6．3 转盘塔的结构设计 290
6．3．1 塔体 290
6．3．2 内件 290
6．3．3 附件 294
6．3．4 传动装置 294
6．4 转盘塔工艺设计示例 295
6．5 转盘萃取塔设计任务一则 300
第7 章　干燥装置的工艺设计 302
7．1 概述 302
7．2 喷雾干燥器的工艺设计 305
7．2．1 喷雾干燥的原理和特点 305
7．2．2 喷雾干燥方案的确定 306
7．2．3 喷雾干燥过程的工艺计算 313
7．2．4 喷雾干燥塔工艺结构尺寸的设计计算 315
7．2．5 附属设备的设计和选型 325
7．2．6 喷雾干燥塔的设计计算示例 331
7．3 流化床干燥器的设计 340
7．3．1 流态化干燥的特征 340
7．3．2 流化床干燥器的类型 340
7．3．3 多层流化床干燥过程的数学描述 344
7．3．4 流化床干燥器的设计计算 350
7．3．5 多层流化床干燥器的设计示例 355
7．4 干燥装置设计任务两则 364
附录 366
附录1 输送流体用无缝钢管规格 366
附录2 泵与风机的性能参数 367
附录3 换热器系列标准 371
附录4 管法兰 374
附录5 椭圆形封头 380
参考文献 386

前言/序言

《化工原理课程设计（付家新）（第二版）》内容详解：化工领域的理论实践桥梁 前言 在现代工业的宏伟蓝图中，化学工程占据着举足轻重的地位。它不仅是支撑石油化工、精细化工、医药、新能源等众多关键产业的基石，更是推动技术创新、实现可持续发展的重要驱动力。而“化工原理课程设计”作为连接理论知识与工程实践的桥梁，其重要性不言而喻。本书，《化工原理课程设计（付家新）（第二版）》，正是为了满足日益增长的化工专业学生和工程师在课程设计方面的学习和实践需求而编著。它以严谨的科学态度、清晰的逻辑结构和丰富的案例分析，旨在帮助读者系统掌握化工原理的应用，提升解决实际工程问题的能力。 本书并非简单地罗列理论公式或堆砌工程案例，而是着力于展现化工原理在实际工程设计中的应用流程、方法和思维。通过精心设计的课程设计题目，读者可以深入理解单元操作的物理本质和数学模型，学会如何利用所学理论进行工艺计算、设备选型、方案优化，并最终形成完整的工艺流程图和设计报告。第二版的出版，更是吸收了第一版出版以来的教学反馈和行业发展的新动向，对内容进行了更新与完善，以期提供更加贴合时代需求的课程设计指导。 本书核心内容概述 本书围绕化工原理中的核心单元操作和过程，提供了多维度、多层次的课程设计项目。这些项目涵盖了从基础的物料衡算、能量衡算，到复杂的传质、传热、流体输送、化学反应工程等关键领域。每一项课程设计都力求体现理论与实践的紧密结合，引导读者在解决具体工程问题的过程中，巩固和深化对化工原理的理解。 第一篇：基础篇——构建坚实的理论根基 基础篇主要围绕化工设计中最基础但又至关重要的内容展开，旨在为后续复杂的设计项目打下坚实的基础。 物料衡算与能量衡算： 这是所有化工过程设计的起点和核心。本书提供了多种类型的物料衡算和能量衡算练习，包括稳态与非稳态、简单流程与复杂流程。例如，一个涉及多股进料、多股出料的反应系统，要求学生能够准确计算各组分的摩尔流量和质量流量，并根据反应热效应进行能量平衡计算，为后续设备选型和操作条件确定提供依据。在这一过程中，学生需要熟练掌握质量守恒和能量守恒定律，理解组分转化、汽液平衡、相变等概念在衡算中的应用。 流体输送： 本篇将重点放在流体在管道、泵、压缩机等设备中的输送设计。学生将学习如何根据流体的性质（密度、粘度、流速）、管道的尺寸（直径、长度、粗糙度）、输送的高度差以及压力要求，选择合适的泵或压缩机，并计算所需的功率和管路阻力。常见的练习可能包括：设计一个将原料液从储罐输送到反应器的管路系统，考虑沿程阻力、局部阻力，并选择经济高效的离心泵。同时，也会涉及蒸汽、空气等气体的压缩输送设计，需要考虑气体的可压缩性以及绝热、等温过程。 传热： 传热是化工过程中最普遍的现象之一。本书将引导学生设计和计算各种传热设备，如换热器、蒸发器、冷凝器等。设计过程将包括确定传热面积、计算传热系数、选择换热器类型（如管壳式、板式）、确定操作温度和压强。例如，一个设计某化工厂冷凝水回热的换热器项目，要求学生根据进出料的温度、流量以及介质的物性，计算所需的传热面积，并选择合适的管壳式换热器，考虑流体分配、污垢热阻等实际因素。 第二篇：单元操作篇——深入理解核心过程 单元操作是构成复杂化工过程的基本单元。本篇将深入探讨化工过程中常见的几个关键单元操作的设计。 精馏设计： 精馏是分离混合物的重要手段。本书将引导学生设计塔设备，包括确定塔板数、进料板位置、回流比、操作压强等。学生需要掌握气液平衡关系、塔板效率理论、操作线和平衡线的绘制，并能够进行逐板计算或使用模拟软件进行优化。例如，一个乙醇-水混合物的精馏分离设计，要求学生根据产品纯度要求，设计一个多塔串联或单塔操作的精馏系统，考虑能耗和设备投资。 吸收与解吸： 吸收用于将混合物中的某一组分转移到液体中，解吸则相反。本书将涉及吸收塔和解吸塔的设计，包括确定塔径、塔高、填料或塔板类型、液气比等。学生需要理解传质推动力、传质系数、传质单元高度等概念。一个典型的设计任务可能是：设计一个脱硫装置，将烟气中的SO2通过碱液吸收去除，需要计算吸收剂的用量和塔的尺寸。 萃取设计： 萃取是利用溶质在不同溶剂中溶解度的差异进行分离。本书将引导学生设计萃取设备，如填料塔、筛板塔或混合澄清槽，并进行相关的传质计算。一个设计案例可能是一个有机溶剂从水溶液中回收目标产物的过程，要求学生选择合适的萃取剂，计算萃取级数和设备尺寸。 结晶与干燥： 结晶用于获得高纯度固体产品，干燥则用于去除产品中的水分或溶剂。本书将涉及结晶器和干燥器的设计，包括确定操作条件、设备类型、传质传热过程。例如，设计一个硫酸铜晶体的结晶过程，需要考虑过饱和度、晶体生长速率、以及后续的离心与干燥。 第三篇：综合篇——整合应用与优化 综合篇将更侧重于将单个单元操作的设计整合起来，构成一个完整的化工过程，并引入工艺优化和经济性评价的理念。 反应器设计与工艺流程设计： 本篇将化学反应工程与单元操作相结合，设计一个完整的反应-分离过程。学生需要根据反应动力学、热力学以及产物分离要求，选择合适的反应器类型（如釜式反应器、管式反应器、固定床反应器），并进行反应器内的物料衡算、能量衡算，以及后续的分离单元设计。例如，一个合成氨或聚乙烯生产过程的设计，需要考虑反应选择性、转化率，以及产品纯化步骤。 工艺流程优化与模拟： 在完成初步设计后，本书将引导学生思考如何对现有工艺进行优化，以提高收率、降低能耗、减少物耗，并最终降低生产成本。这可能涉及到改变操作条件（温度、压力、流量）、调整设备参数、或引入新的技术。同时，会介绍如何利用化工模拟软件（如Aspen Plus, HYSYS）进行流程模拟和优化，这是现代化工设计中不可或缺的工具。 过程安全与环保设计： 现代化工设计必须高度重视安全和环保。本书将在课程设计中融入安全操作规程、危险源识别、事故预防措施等内容。同时，也会涉及“三废”处理、绿色化学理念的应用，例如设计一个减少废液排放或回收有用副产物的方案。 经济性评价： 任何一个工程设计最终都要回归到经济可行性。本书将介绍基本的经济性评价方法，如投资估算、运行成本计算、盈亏平衡分析等，帮助学生在设计中权衡技术方案的优劣。 本书特色与优势 紧密结合教学大纲： 本书内容紧密围绕典型的化工原理课程设计教学大纲设计，覆盖了教学中最重要的环节。 案例丰富且典型： 提供的课程设计题目来源于实际生产过程，具有代表性，能够帮助学生触及真实世界的工程挑战。 循序渐进，易于掌握： 从基础篇到综合篇，内容难度逐步提升，帮助学生由浅入深地掌握化工原理的应用。 理论与实践并重： 强调将抽象的理论知识转化为具体的工程设计方案，注重培养学生的工程实践能力和创新思维。 注重计算方法与工具： 详细介绍手工计算方法，并引导学生接触和使用现代化工模拟软件，适应行业发展趋势。 强调安全与环保理念： 将安全和环保作为贯穿始终的设计理念，培养负责任的化学工程师。 第二版更新与提升： 针对当前化工行业的新发展和教学需求，对部分内容进行了更新和补充，例如增加了与绿色化工、智能制造相关的设计理念。 读者对象 本书主要面向高等院校化学工程、应用化学、制药工程、环境工程等相关专业的本科生和研究生，作为其化工原理课程设计的教材或参考书。同时，也适用于从事化工设计、工艺开发、生产管理等工作的工程师，是提升专业技能、解决实际工程问题的宝贵资源。 结语 《化工原理课程设计（付家新）（第二版）》旨在成为读者在探索化工原理广阔世界中的得力助手。通过本书的学习与实践，我们期望读者能够构建起坚实的理论基础，掌握系统性的工程设计方法，培养出色的问题解决能力，并最终成长为能够引领化工行业创新与发展的优秀工程师。我们相信，本书将为培养具有国际视野和实践能力的下一代化学工程师贡献一份力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字听起来就让人眼前一亮，"化工原理课程设计"，这几个字立刻勾起了我对大学时光那些充满挑战与激情的课程设计的集体回忆。虽然我手里的这本是第二版，但我敢肯定，即便过了这么多年，里面蕴含的那些扎实的化工原理知识和精妙的设计思路，依然是培养未来工程师的宝贵财富。还记得当年我们为了一个工艺流程图熬过的夜，为了计算那些繁杂的物料衡算和能量衡算而抓耳挠腮的情景吗？这本书，就像一位经验丰富的老教授，在你迷茫的时候，会循循善诱，为你点拨迷津。它不仅仅是一本教材，更是一本实践指南，能帮助我们把抽象的理论转化为具体的工程设计。那种将所学知识融会贯通，亲手设计出符合实际需求的化工装置的成就感，是任何其他学习方式都无法比拟的。我想，对于正在学习化工原理的学子们来说，这本书绝对是他们走向成功的坚实垫脚石。它会教会你们如何思考，如何分析，如何解决实际工程问题，为你们未来的职业生涯打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本《化工原理课程设计》的时候，内心是既期待又忐忑的。期待的是，希望它能成为我在实际工程设计道路上的良师益友；忐忑的是，不知道这本书的深度和广度是否能真正满足我的需求。然而，翻开书页的那一刻，我的顾虑便烟消云散了。这本书的编排逻辑清晰，从最基础的单元操作到复杂的集成系统设计，层层递进，让我能够循序渐进地掌握化工原理的应用。书中的例题设计巧妙，既能检验我们对基本原理的理解，又能启发我们对设计方案的思考。更重要的是，书中对不同工艺路线的优劣分析、对设备选型和操作条件优化的考量，都显得格外深入和现实，这正是很多理论教材所欠缺的。我尤其欣赏书中在提及某个设计环节时，会不时地插入一些行业内的实际案例和经验总结，这让理论与实践的联系更加紧密，也让我看到了化工设计中那些“艺术”的一面。这本书，就像一位严谨而富有远见的工程师，引导我一步步构建起完整的化工设计思维，让我不仅知道“怎么做”，更懂得“为什么这么做”。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对化工领域充满好奇的爱好者，我一直渴望能够找到一本能够系统性地讲解化工原理课程设计的书籍，而这本《化工原理课程设计（第二版）》恰好满足了我的需求。这本书的语言风格非常接地气，用词准确而又不失生动，让我在阅读过程中不会感到枯燥乏味。书中对各个工程设计环节的描述，都力求详尽，从原理的引入，到步骤的解析，再到可能遇到的问题和解决方案，都进行了细致的阐述。这让我这个非专业人士，也能通过这本书，对化工原理课程设计有一个比较全面的了解。我特别喜欢书中对于一些复杂概念的图文并茂的解释，这大大降低了理解的门槛，也让我对这些抽象的原理有了更直观的认识。这本书，就像一位耐心而博学的导游，带领我在化工原理的世界里进行一次精彩的探索之旅。它不仅教会我知识，更激发了我对这个学科的兴趣，让我渴望深入了解更多关于化工的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一名在化工行业摸爬滚打多年的从业者而言，时常会怀念起大学时期那段纯粹而专注的学习时光。如今，重新拿起这本书，尤其是看到“付家新”这个熟悉的名字，心中涌起一股温暖的怀旧之情。这本书，不仅仅是对我当年学习经历的复刻，更是对我知识体系的一次系统性梳理和升华。它所包含的化工原理课程设计内容，虽然可能随着时代的发展有所更新，但其核心思想和方法论，依然是指导我们解决实际工程问题的基石。我曾几何时，也在这些设计任务中，体会过从零开始构建一个化工装置的艰辛与乐趣。书中对各个单元操作的原理讲解，对工艺流程的优化设计，以及对安全环保等重要因素的考虑，都体现了作者深厚的理论功底和丰富的实践经验。这本书，就像一位饱经风霜的老友，用它深邃的智慧，提醒我不要忘记最初的热情，也为我提供了解决当下工程难题的灵感。它让我再次审视了自己在专业领域的知识盲点，也为我指明了未来继续深造的方向。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《化工原理课程设计（第二版）》后，我做的第一件事就是把它和之前的老版本对比了一下。虽然我只是一个普通读者，但能明显感受到第二版在内容上的更新和优化。它仿佛是在前一版扎实的基础上，注入了更多时代的新鲜血液。我特别注意到，书中对于一些新兴的化工技术和绿色化工理念的融入，让我眼前一亮。在如今这个对环保和可持续发展要求越来越高的时代，一本优秀的化工原理课程设计教材，就应该紧跟时代步伐，引领学生走向更广阔的未来。书中对于流程模拟软件的应用、对于数据分析和优化算法的讲解，也比我当年学习时更加详细和实用。这无疑大大提升了这本书的实践指导意义。它就像一位紧跟潮流的时尚设计师，在经典的基础上，加入了最前沿的元素，让整个设计过程显得更加高效和智能。这本书，不仅传授知识，更培养一种面向未来的创新精神，对于培养具有国际视野的化工人才，具有不可估量的价值。