化工原理课程设计报告

化工原理课程设计报告（共8篇）

化工原理课程设计报告 篇1

化工原理课程设计

摘 要 本次设计是针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完 整的精馏设计过程。我们对此塔进行了工艺设计，包括它的辅助设备及进出口管路的计算，画出了塔板负荷性能图，并对设计结果进行了汇总。此次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。此设计的精馏装置包括精馏 塔，再沸器，冷凝器等设备，热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝进 行精馏分离，由塔顶产品冷凝器中的冷却介质将余热带走。本次设计是精馏塔及其进料预 热的设计，分离质量分数为 20％的苯-甲苯溶液，使塔顶产品苯的质量分数达到 95%，塔 底釜液质量分数为 2%。综合工艺操作方便、经济及安全等多方面考虑，本设计采用了筛板塔对苯-甲苯进行分 离提纯，塔板为碳钢材料，按照逐板计算求得理论板数为 12。根据经验式算得全塔效率为 0.5386。塔顶使用全凝器，部分回流。精馏段实际板数为 10，提馏段实际板数为 13。实际 加料位置在第 11 块板。精馏段弹性操作为 2.785，提馏段弹性操作为 2.864。塔径为 1.4m。通过板压降、漏液、液泛、液沫夹带的流体力学验算，均在安全操作范围内。确定了操作 点符合操作要求。

关键词：苯-甲苯；精馏；负荷性能图；精馏塔设备结构-I-化工原理课程设计

Abstract This design is in two yuan of the distillation analysis, selection, calculation, calculation and drawing, is a complete distillation design process.This tower was process design, including its auxiliary equipment and import and export pipeline calculation, draw plate load performance diagram, and the design results are summarized.The design of the sieve plate tower is the chemical industry in the production of gas-liquid mass transfer equipment.The design of rectifying device comprises a distillation column reboiler, condenser and other equipment, heat from the reactor input, material in the column after repeated partial gasification and partial condensation distillation separation by top product condenser cooling medium to heat away.The design of distillation column and its feed preheating design, separation and mass fraction of 20% benzeneII-化工原理课程设计 前 言 课程设计是化工原理课程的一个非

化工原理课程设计报告 篇2

一、课程设计题目应具有普遍性、代表性

我校化学工程与工艺专业的《化工原理》课程设计一般为二周时间。课程设计基本要求是通过这一设计过程使每个学生都受到一定程度的训练, 使将来在不同岗位就业的学生都能受益, 都能解决这类工程的实际问题, 并可以举一反三。所以课程设计的选题需要我们指导老师慎重, 尽量选择化工行业中最普遍且最具代表性的单元操作进行设计。根据以往的教学的经验, 题目的选取应从以下几个方面考虑:

1. 课程设计题目尽可能接近实际生产, 截取现有的某化工项目中的某一操作单元为设计模型, 比如某合成氨厂的传热单元的设计, 流体输送过程中离心泵的设计, 管壳式换热器等等。这样学生在课程设计过程中有参照体系, 不至于出现不合理的偏差。

2. 课程设计题目应该围绕着常见的化工操作单元进行展开, 比如我们都知道在讲授《化工原理》理论知识时其中的单元操作有流体输送、传热、精馏、吸收、萃取等等。一个课程设计题目应该包括2~3个常见的单元操作, 从而实现某一简单的化工任务。

3. 课程设计题目中涉及的物质尽可能常见易得。因为完成虚拟的生产任务过程中需要这些物质的物性参数进行核算, 常见易得的物质能够降低学生在查阅参数方面的工作量。比如, 如果我们设计分离任务尽量选择苯-甲苯, 或甲醇-水等这样的体系, 因为这些混合体系的参数大部分工具书能够查到。

4.《化工原理》课程设计题目选择还要兼顾后续的《化工机械设备》设计。根据我校的本科人才培养计划, 紧接《化工原理》课程设计是《化工机械设备》设计。这两次的教学实践紧密衔接, 互相补充。《化工原理》课程设计的侧重点为工艺流程及流程参数的确定、主要设备及管线的布线及选择, 而《化工机械设备》设计侧重点为典型设备的选型、设备的结构、材质的选用及操作参数范围的确定等。所以《化工原理》课程设计题目设置时保证每个题目中包含2~3个典型设备, 以备学生后续的《化工机械设备》课程设计。

二、指导教师对学生的进行积极指导

根据多年的教学经验发现, 大部分学生接触到课程设计课题题目的时候, 犹如身置茫茫大海中, 不知该如何开始。此时, 我们指导教师的积极指导就起着相当重要的作用。指导教师的指导犹如指路明灯, 为学生拨开疑雾, 给学生指明方向, 让学生知道如何顺利完成接下来的课程设计。

1. 积极引导学生查阅资料, 培养学生的工程思维。

指导教师首先讲解一个完整的课程设计应该包括哪些主要内容, 涉及哪些参数计算及相关文献查阅, 怎样做才能更好地完成这些内容。指导学生学会正确使用标准和规范, 从工艺和设备全方位考虑设计问题。“万事开头难”, 学生克服了开始之初的茫然后在老师指引下很快进入角色。在设计过程中指导老师鼓励学生多做深层次思考, 综合考虑经济性、实用性、安全可靠性和先进性, 培养学生的工程思维和创新能力。

2. 引导学生利用计算机软件辅助课程设计。

计算机软件的发展, 为各行各业的发展提供了便利。现如今的《化工原理》课程设计的要求和十几年前比有了很大的提高。所以设计的过程中不可避免地应用计算机对操作参数的计算、设备的绘制、工艺流程的绘制。这就要求学生在课程设计前就应该熟悉部分专业软件的学习如Chemoffice, Auto CAD, Mat Lab, Aspen Plus。考虑到后续的课程设计, 《化工原理》理论授课的过程中授课老师要求学生课余学习课程涉及的相关软件, 部分课后习题作业要求学生编程计算, 比如精馏塔塔板的逐板计算法。经过一个学期的理论结合实际的学习后, 大部分学生对相关计算机软件有了了解。进入课程设计阶段, 指导老师引导学生把学过的软件应用到课程设计中。计算机软件辅助课程设计可以起到事半功倍的效果, 帮助学生顺利完成课程设计。

3. 培养学生的团队合作能力。

在《化工原理》课程设计过程中, 学生是以分组的形式进行的, 每组4~5人, 并任命一名品学兼优的学生为组长。为了方便工作的进行, 组长根据组员的特长进行适当的分工, 比如有的同学负责查阅资料, 编辑文档, 有的同学编程计算, 有的同学负责绘图。但是这并不意味着每个人的工作是独立的, 课程设计的工作一环扣一环, 相互关联, 需要全组同学发挥出自己的特长, 相互帮助, 齐心协力合作完成。设计过程中每个同学都有自己的个性和特色, 难免在处理一些问题的时候产生分歧。对同一个问题产生分歧的时候, 作为指导老师要求大家采取公开讨论的方法, 相互倾听对方的意见, 然后对比各种方法, 最后选择最适合本设计的最佳方法。通过课程设计, 团队中的每一位成员都经历了一次合作锻炼, 团队合作能力得到提高, 这也是课程设计的另一宝贵收获。

4. 撰写正规的课程设计说明书。

为了达到锻炼的目的, 我们在设计之初就要求每组学生按着设计院或者设计公司的标准, 编制一份正规的设计说明书。说明书主要包括三大部分:设计的文字说明书、设计项目的流程图、2~3个关键设备的剖视图 (A3图纸) 。课程设计结束时, 每一个小组课程设计说明书都要装订成册, 之所以这样要求, 其目的是锻炼学生严谨的工作态度。

三、鼓励表现突出的团队参加设计比赛

结合现今高等教育的培养计划, 国内化工学会每年都组织大型的化工类的课程设计大赛, 参赛对象来自全国各大高校的化工专业。根据这一情况, 我们指导老师从设计之初就鼓励学生争取把自己优秀的作品展示给化工领域的专家和同龄人。到目前为止, 我们指导的课程设计至少已经有三届学生参加过了国家级的设计大赛, 并获得了奖项。这说明课程设计是对学生独立思考能力的一次综合训练。

《化工原理》课程设计中, 学生不仅认识到了“扎实的基础理论知识, 良好的工程设计思维”的重要性, 也从中学习到了“理论与实际融会贯通”的精髓。从老师的角度来看课程设计不仅培养了学生综合运用知识的能力, 同时也为学生后续专业课程的学习、生产实践及毕业设计打下了良好的基础。

摘要：化工原理课程设计是综合运用化工原理及相关基础知识的实践性教学环节。设计过程中指导教师指引学生在设计过程中既要考虑理论上的可行性, 还要考虑生产上的安全性和经济合理性。通过课程设计使学生初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法。

关键词：化工原理,课程设计,实践,可行性

参考文献

[1]孙兰义, 张月明, 李军, 等.Aspen Plus在化工原理课程设计教学中的应用[J].广东化工, 2009, 36 (12) :173-175.

[2]张凌云, 朱德春, 孙宏, 等, 应用型本科“化工原理”课程设计教学改革初探[J].合肥学院学报 (自然科学版) , 2011, 21 (4) , 196-198.

化工原理课程设计的改革与实践 篇3

关键词：课程设计；教学改革；实践教学

化工原理课程设计是化工类相关专业学生学习化工原理课程必修的环节之一，是对化工原理、化工制图、化工机械、化工仪表及自动化、化工热力学等知识的综合性训练。通过课程设计，能够培养和训练学生各方面实践能力：查阅资料，选用公式和搜集数据（包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集）的能力；树立既考虑技术上的先进性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力；迅速准确地进行工程计算的能力；用简洁的文字、清晰的图表来表达自己设计思想的能力。在设计中，学生需要自己做出决策，自己确定方案、选择流程、查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。因此，课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。笔者从事了5届的课程设计教学，在不断思考中总结了一些经验，现将自己在教学中发现的问题以及一些思考做一介绍，以期提高教学效果。

一、设计题目既要立足实际又要兼顾学生所学

课程设计的基本要求是通过设计使每个学生都受到相应的工程训练，使学生在将来的就业及工作中受益。因此，课程设计的选题应该立足于工程的实际问题，例如，可以截取某化工项目的一部分让学生进行设计，如合成氨生产设计、PVC生产设计等，让学生切实贴近实际。此外，由于学生在大学所学课程的内容大多偏于理论学习，一些实验课程也往往以验证型实验为主，学生的设计能力、工程意识非常薄弱，因此设计题目应该尽可能包括在化工原理课程中所学过的单元操作，如精馏、吸收、传热、流体输送等，让他们循序渐进地进行设计，不至于产生畏难情绪。

二、所涉及的物质应尽可能为常见物质

设计过程中涉及很多物理性质，例如设计中往往需要不同温度下的密度、粘度、导热系数、扩散系数、表面张力等，有些物理性质不太容易直接查到，对于刚刚学习文献查阅的学生来说这也是设计中需要解决的一个问题。因此，所涉及的物质最好是一些常见的物质，如苯、甲苯、乙醇、丙醇等，其性质在物化手册上就能查到，能简化学生的工作量，也减少设计计算中出错的可能性。

三、做好指导工作

根据教学经验，学生在接到设计任务书后，往往不知道如何入手，非常茫然。指导教师必须做好相应的指导工作，帮助学生有条不紊地开始设计任务。在两周的设计过程中，必须要有集中授课时间，而且集中授课时间每周不少于4个学时，并利用网络教学平台与学生互动，及时解决学生设计中遇到的问题。

1.指导学生查阅文献

工艺流程、设备的选择优化需要大量的文献作支持。学生在初次接触工程设计时，需要教师指导如何查阅文献，查阅哪些文献，所获取的文献数据如何取舍等，让学生在查阅文献方面得到更好训练。

2.指导学生严格遵循设计规范

教师要使学生明白完成设计不同于其他课程作业，所进行的设计必须保证技术上先进、经济上合理、安全可靠等原则，因此，整个设计从图纸的绘制到设备选型、设备布置、厂房布置等都必须遵循国家的相关设计标准及规范。教师要指导学生学会正确使用标准和规范，从工艺和设备等全方位考虑问题，从而培养学生的工程思维和创新能力。

3.引导学生运用计算机

当今的化工设计建立在有强大数据库支持的、模块化的、应用计算机进行设计的基础之上。通用化工软件已经在现代化工设计中得到了广泛使用，极大地提高了设计的效率和质量，因此，设计的过程中不可避免地需要应用计算机对操作参数进行计算，对工艺流程进行绘制。计算机辅助设计软件AutoCAD在我校已经盛行已久，学生对该软件的运用较为熟悉，可利用其进行流程图及设备图的绘制。为了提高设计的先进性，学院目前使用的模拟软件为Aspen Plus，可对流程进行模拟计算。经过一个学期的理论与实践相结合，学生已对相关计算机软件有了相应的了解。指导教师将软件应用到课程设计中，不仅可以提高设计水平，也可以提高学生的学习兴趣。

4.指导学生撰写正规的课程设计说明书

为了达到工程训练目的，教师要求学生严格按照设计院标准，编制一份正规的设计说明书，内容包括设计的文本部分及图纸。本部分严格按照设计顺序进行编写，首先选择最佳的工艺及设备方案，确定设备的工艺参数；然后进行物料衡算、热量衡算、设备工艺尺寸的计算，进行设备（包括全部辅助设备）选型及管道规格计算；最后进行技术上的可行性、生产上的安全性及经济上的合理性论证等。图纸部分包括设计项目的流程图（A2图纸）和主要设备的结构图（A1图纸，包括主视图、俯视图、剖视图）。提交课程设计作品时要装订成册，这样做的目的主要是培养学生严谨的工作态度。由于每个教师需要负责整个班级学生的设计，而每个学生设计计算的正确性无法一一审核，因此，必须要求学生从设计一开始就以严肃认真的态度对待设计工作，训练其独立分析和判断结果正确性的能力。

四、严格考核制度

课程设计不同于平时求解习题，设计计算的依据和答案往往不是唯一的，需要学生自己做出决策，并对自己选取的方案进行合理性论证和核算，从技术上的可行性和经济上的合理性上进行分析比较。一个好的设计应该进行多种方案的比较，需反复多次计算方可得到，因此，只有严格考核制度才能使学生真正得到锻炼。

第一，平时成绩占总成绩的30%。主要包括在设计过程中是否有主动性，能否按时按进度完成设计内容，能否独立思考、勤于钻研，是否有创新意识等；第二，设计说明书占总成绩的40%。要求语言精练、简洁，考查图表是否清晰，说明书的撰写是否规范，图纸的质量是否符合相应的标准，布局是否合理等；第三，答辩占总成绩的30%。答辩是课程设计的最后一个环节，每个学生要叙述自己的设计思路、方案选取的原则、计算依据等，教师通过提问，可以检查学生对所设计内容掌握的程度以及从设计中所得到的训练等。总之，要从而多方面考查学生的综合能力及学习主动性。

五、鼓励学生参加设计竞赛

国内每年都会组织大型的化工设计大赛，参赛对象为来自全国各大高校的化工专业学生。通过课程设计相关的训练后，教师可鼓励学生积极参加设计竞赛。学生通过参加竞赛，可自觉运用所学知识分析问题、解决问题，并且相互协作，充分发挥潜力，激发积极性与主动性。

综上所述，通过化工原理课程设计，不仅培养了学生的工程意识、综合运用知识的能力，強化了化工设计类课程的教学和实践，也为学生专业课程的学习、生产实践及毕业设计打下了良好的基础。

参考文献：

[1]刘保柱，于凤文，朱菊香.Aspen Plus应用于化工原理课程设计的实践[J].化工高等教育，2007（2）：23-25.

[2]金一粟，周永华，满瑞林.化工原理的延伸教学—化工设计[J].湖南医科大学学报（社会科学版），2008，10（6）：225-226.

[3]高浩其，徐挺，李维维.“知行合一、双核协同”现代工程师培养模式的探索[J].高等工程教育研究，2007（4）：18-27.

[4]赵如松，高劲松.构建以设计为主线的化工实践教学体系的尝试[J].化工高等教育，2005（3）：102-104.

化工原理课程设计教学大纲 篇4

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（<60分）五级记分制评定学生课程设计成绩。

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。

通信原理课程设计报告 篇5

题目：AM超外差收音机的设计及仿真

班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师：

2011年6月 引言

课程设计目的 综合运用信号与系统、数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现从而加深对所学知识的理解，建立概念。系统介绍（本部分包括对系统的分析，系统仿真结构等）3 系统仿真（本部分包括系统仿真的各种图形分析，波形，功率谱图形等分析）系统各模块的参数及调整参数后的各波形对比 5 心得体会 6 参考文献引言

超外差式是与直放式相对而言的一种接收方式，超外差式收音机能把接收到的频率不同的电台信号都变成固定的中频信号（465kHz),再由放大器对这个固定的中频信号进行放大。它的优点是灵敏度高，选择性好，音质好（通频带宽）工作稳定（不容易自激），它的缺点是镜像干扰（比接收频率高两个中频的干扰信号）较大，存在假响应（变频电路的非线性），但这并不影响它的广泛应用，现在大部分的收音机都是超外差的。

2系统介绍

无线广播的接收仪器为收音机。在晶体管收音机中，多采用磁性天线作为接收信号的天线。某台载频电磁波在LC回路中产生并联谐振，次级线圈中感生出高频调幅信号，收到信号，磁性天线回路，作用是选台，并将信号通过绕在磁棒上的次级线圈耦合到变频级,收音机原理框图：

收音机的原理框图

超外差式收音机利用混频电路使本机振荡信号与接收到的电台信号进行非线性混频，使二者的差值始终为465KHZ，这样就降低了放大电路的信号频率，可以有效克服直接放大式收音机的缺点。由于本机振荡信号的频率始终比接收到的电台信号频率超出465KHZ，故把这种收音机叫做超外差式收音机。电路如图

超外差接收机原理图 AM超外差收音机系统的设计框图及仿真

广播发射端使用三不同的扫频信号源，分别用925KHZ,965KHZ,1005KHZ的载波进行AM

调制本振频率为1430KHZ时，可将965KHz载波信号解调，经过处理可以还原出原始信号。

它包括了AM调制部分，三路AM调制信号的混合，混频部分，中放部分，解调检波部分。仿真结果频谱图：

.（1）中频信号频谱图如图

心得体会

通过这次课程设计，我更加深刻地学会了用仿真软件systemview仿真一般的简单的通信电路，掌握了初步的电路分析技巧及波形分析能力。通过仿真通信电路，我学习到的理论知识得到了一次切实的应用，也更加深层次的了解了这些通信电路的产生原理及过程，我的学习热情也也得到了提

高。

参考文献

化工原理课程设计报告 篇6

一、引言—微机发展概述

1.微型计算机的发展历史

第一台微型计算机—— 1974年，罗伯茨用8080微处理器装配了一种专供业余爱好者试验用的计算机“牛郎星”（Altair）。

第一台真正的微型计算机——1976年，乔布斯和沃兹尼克设计成功了他们的第一台微型计算机，装在一个木盒子里，它有一块较大的电路板，8KB的存储器，能发声，且可以显示高分辨率图形;1977年，沃兹尼克设计了世界上第一台真正的个人计算机——AppleⅡ，并“追认”他们在“家酿计算机俱乐部”展示的那台机器为AppleⅠ。1978年初，他们又为AppleⅡ增加了磁盘驱动器;从微型计算机的档次来划分，它的发展阶段又可以分为以下几个阶段： 第一代微机——第一代PC机以IBM公司的IBM PC/XT机为代表，CPU是8088，诞生于1981年。后来出现了许多兼容机;第二代微机——IBM公司于1985年推出的IBM PC/AT标志着第二代PC机的诞生。它采用80286为CPU，其数据处理和存储管理能力都大大提高;第三代微机——1987年，Intel公司推出了80386微处理器。386又进一机器，称为该档次的微机，如386DX;第四代微机——1989年，Intel公司推出了80486微处理器。486也分为SX和DX两档，即486SX、486DX。486档次的微机也已很少使用。

第五代微机——1993年Intel公司推出了第五代微处理器Pentium（中文名“奔腾”）。Pentium实际上应该称为80586，但Intel公司出于宣传竞争方面的考虑，改变了“x86”传统的命名方法。

第六代微机——1998年Intel公司推出了Pentium Ⅱ、Celeron，后来推出了Pentium Ⅲ、Pentium 4，主要用于高档微机;第七代微机——2003年9月，AMD公司发布了面向台式机的64位处理器：Athlon 64和Athlon 64 FX，标志着64位微机的到来。

二、8088CPU及其总线形成

微处理器（micro processor）也称中央处理单元（central processing unit，CPU），它是由超大规模集成电路构成的具有运算功能的逻辑部件。以 CPU 为核心可以构成计算机系统，这里简单介绍一下介绍8088CPU及外部结构。1.外部结构 微处理器的外部结构如图1所示。8088CPU片有40个管脚，微处理器的外部结构过这些引脚与外部的逻辑部件连接,完成信息的交换。CPU的这些引脚信号称为微处理器级的总线，它应该能够完成下列功能：

(1)与存储器之间交换信息(指令及数据)；(2)与 I／O设备之间交换信息；(3)能输入和输出必要的信号。

总线是用于连接CPU与其他部件的一组连线。总线从功能上可分为三种：（1）数据总线（data bus）：传送信息。（2）地址总线（address bus）：传送地址码。（3）控制总线（control bus）：传送控制信号。8088CPU有8条数据总线、20条地址总线和16条控制总线。

存储器由几个模块组成，每个模块包含有多个存储单元，每个存储单元可存储指令和数据，每个存储单元都有一个唯一的地址，CPU依据这个地址来存取指令和数据,用地址高位来区分模块。

I/O接口是连接 CPU 与I/O设备的控制电路，在I/O接口中，有一个I/O端口寄存器，用于与CPU之间的数据交换，计算机也为其分配一个地址（端口地址），CPU也是依据这个地址与端口打交道的。

存储器和I/O端口都是以字节为单位存放的。字符的 ASCII码为7位代码，所以也用8位表示，一个字包含两个字节16位

在8088微机系统中,采用20位地址对存储器进行编址，可寻址的地址范围为220=1M ；采用低16位地址对I/O 端口编址,可寻址216=65536个端口寄存器。2.8088CPU的引脚功能及时序

（1）MN/MX（输入）为工作方式控制线。接+5V时，8088工作在最小方式；接地时，8088工作在最大方式。

（2）CLK（输入）为时钟信号输入端。CPU在统一的时钟信号CLK控制下，按节拍进行工作。

（3）RESET（输入）为系统复位信号，高电平有效（至少保持4个时钟周期）。该信号结束后，CPU从存储器的0FFFF0H地址开始读取和执行指令。（4）地址/数据总线

AD7-AD0（双向，三态）为低8位地址/数据的复用引脚线。在总线周期的T1状态时，作为地址总线输出低8位地址；在其他T状态时，作为双向数据总线输出低8位数据。T1状态输出地址时，需要锁存器进行地址锁存。

A15-A8（输出，三态）为高8位地址总线。在读写存储器或I/O端口的整个周期中，均输出高8位地址总线。A19/S6-A16/S3（输出，三态）为分时复用的地址/状态信号线。在总线周期的T1状态，表现为高4位地址总线，而在其他状态时，用来输出状态信息。需要地址锁存器对T1状态时的地址进行锁存。

（5）ALE（输出）为地址锁存允许信号，高电平有效。当ALE信号有效时，表示地址线上的地址信息有效，将地址信息锁存到地址锁存器中。

（6）DT/R（输出，三态）为数据收/发信号，用来控制数据传送方向。DT/R为低电平时，CPU接收数据；DT/R为高电平时，CPU发送数据。

（7）WR（输出，三态）为写信号，低电平有效。WR有效时表示CPU正在执行向存储器或I/O端口的输出操作。

（8）RD（输出，三态）为读信号，低电平有效。RD有效时表示CPU正在执行从存储器或I/O端口输入的操作。

关于其他引脚的介绍，看查阅相关参考资料。3.最小方式下的总线形成电路

（1）带有三态门输出的锁存器74LS373

74LS373 的输出端 Q0～Q7 可直接与总线相连。当三态允许控制端 OE 为低电平时，Q0～Q7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当 OE 为高电平时，Q0～Q7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。

74LS373在实际应用中科作为地址总线或控制总线单向驱动锁存以及输出端口的接口芯片。（2）双向三态门74LS245 74LS245常用用来驱动LED或者其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。

74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。——

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————

——当片选端E低电平有效时，DIR=“0”，信号由 B 向 A 传输；（接收）DIR=“1”，信号由 A 向 B 传输；（发送）当CE为高电平时，A、B均为高阻态

(3)总线形成电路

由于8086/8088采用分时复用的数据/地址总线，为使地址信息在总线周期的其他状态仍保持有效，总线控制逻辑必须有地址锁存器（可采用74LS373），把20位地址进行锁存；同时使用74LS245形成数据总线电路。

（4）8284时钟发生器

8088工作时，还应包括一个8284A时钟发生器。8284除了提供频率恒定的时钟

信号外，还具有复位信号（RESET）发生电路和准备信号（READY）控制电路。

三、存储器及其扩展

1．静态存储器（SRAM）6264

Intel 6264 是8K ×8 SRAM，单一的+5V电源，所有的输入端和输出端都错误！未指定书签。错误！未指定书签。与TTL电路兼容。它的电路原理图逻辑符号如图所示。其中，A0~A12为13根地址线，D0~D7为8位数据线。

/CS1和CS2为片选信号，当两个片选信号同时有效时，即/CS1=0，CS2=1时，才能选中芯片。

/OE为输出允许信号，只有在/OE=0时，即其有效时，才允许该芯片将某单元的数据送到芯片外部的D0~D7上。

/WE为写信号，当/WE=0时，允许将数据写入芯片，当/WE=1时，允许芯片的数据读出。

2.动态存储器EPROM2764

2764EPROM存储器容量为64K，结构为8K*8。其中，13条地址线A0~A12,8条数据线D0~D7。

/CE和/OE为控制信号有片选引脚，低电平有效时，分别选中芯片和允许芯片输出数据。

2764的编程由编程控制引脚/PGM和编程电源Vpp控制，在编程时，对引脚加较宽的负脉冲；在正常读出时，该引脚应该无效。在正常工作时，要求Vpp接+5V；在编程状态时，要求Vpp接+25V作为编程电压。

3.存储器译码电路

在该设计中选用的ROM模块芯片为EPROM2764，容量为8K*8。RAM模块芯片为SRAM6264，容量为8K*8。系统要求由16KB的ROM和16K的RAM组成。16KB的ROM需要两片2764芯片，16K的RAM需要两片6264芯片。图中U1和U2两片2764构成16K的ROM模块；U3和U4两片6264组成16K的RAM模块。4个芯片的片选信号由74LS138译码器产生。

在该方案中，指定RAM地址为00000H~03FFFH；ROM地址为04000H~07FFFH；由于是针对存储器的读写，所以IO/M 应始终为低电平，且要参加译码；另外WR、RD两引脚也要参与译码。存储器部分电路如图。

最终我没有采用这种方法，进行了改进，用了一片74LS138来译码最后的结果比这个稍微简单一点。

四．温度AD变换电路

1．ADC0809芯片

ADC0809的引脚定义如右图所示。共有28个引脚，其中： D0~ D7：:输出数据线； IN0~IN7：8路模拟电压输入端； ADDA，ADDB，ADDC：路地址输入； ADDA：最低位； ADDC：最高位； START：启动信号输入端

ALE：路地址锁存信号，用来锁存ADDA~ADDC路地址，上升沿有效； EOC：变换结束状态信情号，高电平表示—次变换结束； OE：读允许信号，高电平有效； CLK：时钟输入端；

Vref（+），Vref（-）：参考电压输入端； Vcc：5V电源输人； GND：地。

ADC0809的时钟为10KHz~1.2MHz。在时钟频率为640KHz时，其变换时间为100us。ADC0809的工作时序如下图所示。

由图可以看到，在进行A/D变换时，路地址应先送到ADDA~ADDC输入端。然后在ALE上输入端加一个正跳变脉冲，将路地址锁存到ADC0809内部的路地址寄存器中。这样，对应路的模拟电压输入就和内部变换电路接通。为了启动变换工作序列，必须在START端加一个负跳变信号。此后变换工作就开始进行，标志ADC0809正在工作的状态信号EOC由高电平(闲状态)变成为低电平(工作状态)。一旦变换结束，EOC信号就又由低电平变成高电平。此时只要在OE端加一个高电平，即可打开数据线的三态缓冲器，从D0~D7端数据线读得一次变换后的数据。2.原理图设计

采用74ls138构成地址译码电路，ref+、ref-外接温度测量电路。

五、8位DA变换接口驱动直流电机

1．数模变换器0832 DAC0832是8位D/A转换器，它采用CMOS工艺制作，具有双缓冲器输入结构，其引脚排列如图所示，DAC0832各引脚功能说明： DI0～DI7：转换数据输入端。CS：片选信号输入端，低电平有效。ILE：数据锁存允许信号输入端，高电平有效。

WR1：第一写信号输入端，低电平有效，Xfer：数据传送控制信号输入端，低电平有效。

WR2：第二写信号输入端，低电平有效。Iout1：电流输出1端，当数据全为1时，输出电流最大；当数据全为0时，输出电流最小。

Iout2：电流输出2端。DAC0832具有：Iout1+Iout2=常数的特性。Rfb：反馈电阻端。

Vref：基准电压端，是外加的高精度电压源，它与芯片内的电阻网络相连接，该电压范围为：-10V～+10V。VCC和GND：芯片的电源端和地端。

DAC0832内部有两个寄存器，而这两个寄存器的控制信号有五个，输入寄存器由ILE、CS、WR1控制，DAC寄存器由WR2、Xref控制，用软件指令控制这五个控制端可实现三种工作方式：直通方式、单缓冲方式、双缓冲方式。

三种工作方式区别是：直通方式不需要选通，直接D/A转换；单缓冲方式一次选通；双缓冲方式二次选通。2．直流伺服电机

直流伺服电机的工作原理与一般直流电动机的工作原理市完全相同。他激直流电机转子上的载流导体（即电枢绕组）在定子磁场中受到电磁转矩的作用，使电机转子旋转。由直流电机的基本原理分析得到： n=(u-IaRa)/Ke 式中：n——电枢的转速，r/min；u——电枢电压；Ia——电机电枢电流 Ra——电枢电阻；Ke——电势系数

最常用的是调压调速系统，即1（改变电枢电压）.3．电路原理图设计

0832的DI0~DI7接到数据总线D0~D7上，WR1接到控制总线的WR上，片选端接到译码器上进行片选控制。Iout1 和Iout2 经LM324AD和复合晶体管放大后驱动直流电机的运转。电路原理图如下： 由上图可以看出，只要加上-12V参考电压，LM324AD运放采用+12V电源，则可以输出0~12V电压。利用程序可以控制电机的启动和转速，显然，电机只能一个方向转动。

由于D/A变换器的输入可以从00H到FFH，从而使运放的输出线性变化从0V到+12V，从而可以根据要求，利用该输出，控制电机工作在相应速度上。

六、步进电机控制电路

1.步进电机简介

步进电机是机电一体化的关键部件之一，被广泛应用于需要精确定位、同步、行程控制等场合。

本设计所采用的是国产20BY-0型步进电机，它使用+5V直流电源，步距角为18度。电机线圈由四相组成，即A、B、C、D四相，驱动方式为二相激磁方式，电机示意图和各线圈通电顺序如图1和表4.1所示：

图 1 步进电机原理图

表1

相顺序 0 1 2 3

A 1 0 0 1

B 1 1 0 0

C 0 1 1 0

化工原理课程教学改革探析 篇7

关键词：化工原理,多元化,教学手段,实践教学

化工原理是当前化工相关专业所开设的最主要的专业基础课, 是学好其他专业课程的基础。其内容由化工过程中各种单元操作的基本原理及典型设备的操作和化工基本计算所构成, 同时这门课程与化工企业岗位联系紧密。因此, 如何在课堂上充分调动学生的思维灵活性, 激发学生学习的主动性, 培养学生运用基本原理分析和解决化工操作中的实际问题能力, 是化工原理教学中的关键。

一改革和完善教学方法和教学手段

1. 采用多媒体教学

化工原理是一门实践性很强的工程学科, 其教学内容是与实际密切相关的, 尤其离不开对设备的讲解。生产中所用到的化工设备如离心泵、换热器、精馏塔等学生以前从未接触过, 缺乏感性认识。传统化工原理教学, 教师仅用粉笔、黑板和语言表达教学内容, 教学是在静止、平面、呆板、抽象中完成, 费时费事, 效果又差。采用计算机多媒体技术, 运用视频、动画、图像等现代教学手段, 如用动画展示雷诺实验;用动画展示设备各种板式塔的塔板结构、漏液、液泛和雾沫夹带等现象, 可以形象逼真地重现设备操作和设备内部结构, 使得复杂的结构直观化, 原理教学简单化, 在课堂上给学生一种很强的感性认识, 使课堂内容丰富而又生动。同时, 通过采用多媒体技术辅助教学, 增大了课堂信息量, 促进了教学内容的更新和发展, 扩大了学生的知识广度。

2. 采用多元化课堂教学手段

课堂是最重要的教学阵地, 在化工原理教学过程中, 如何将内容讲解清楚, 使学生熟练掌握, 调节课堂气氛、调动学生的听课积极性是十分关键的。在课堂教学过程中, 运用启发、讨论、互动式的教学方法, 激发学生的学习积极性;采用以教师讲授为主, 分阶段目标实施法, 类比式教学等方法, 使学生有获得成功后的喜悦。这些教学手段的实施, 能大幅提高课堂教学效果和培养学生的创新意识。

3. 加强教学反思

“学而不思则罔, 思而不学则殆”。教学反思是教师对自己教学过程的总结。通过反思, 教师可以不断地提高自身能力并形成自己的教学思想和风格, 使教学水平不断提高, 才能赢得学生的信任和领导的赏识, 自己的才能才可以得到更大的发挥。反思应主要集中在平时的教学工作中, 要从不同的视角和方式找出教学中的优点和各种诟病, 审视自己的教育方法, 寻找不同的视角看问题, 在教学中不断反思, 不断提高自己的教学水平。

二加强化工原理课程的专题性教学

根据化工专业的人才培养目标, 在可就业的化工技术领域中, 化工类专业对于化工单元操作的原理和应用知识深度的要求更多。因此, 应该在化工单元操作的原理和应用知识深度上进行拓宽与加深, 通过进一步学习化工原理实验课程达到该目的, 因此, 做好化工原理实验课程的教学内容规划显得更为重要。

1. 强化单元操作理论分析

首先对学生在化工原理中已经学习过的单元操作进行知识结构梳理和复习, 找出重点, 然后有针对性地进行深化剖析。如柏努利方程式的推导, 通过流体流动机械能衡算方程式的这种导出过程, 方程式的机械能是单位流体的能量, 与管道中流体流量的大小无关, 这个概念会给学生留下深刻的印象, 从而很容易理解流体流动机械能衡算方程式可以适用于分支管道和汇合管道。通过化工原理实验教学, 能激发学生们探究问题的好奇心, 活跃了思维, 拓宽了视野, 提高了分析问题、解决问题的能力。

2. 选择典型例题进行教学分析

在学习各单元操作的基本内容之后, 如何检查真正理解和掌握的情况?典型考试题就是很好的教学分析材料。为了激发学生积极向上的进取心和好奇心, 同时为了树立自身的自信心, 选择典型的考试题目进行教学分析则更加有意义。

教师对题目要做好细致的分析, 向学生讲解之后要及时做题目, 进行分析评述, 要及时评价所分析题目的难易程度, 使学生心里有底。

三加强化工原理课程的实验教学

实验教学是化工原理课程教学的一个重要环节, 其任务是让学生加深理解和巩固已学的设备理论和操作知识, 培养学生解决工程问题的能力和掌握一定的实验操作技能。通过对实验现象的观察、分析和讨论来培养学生独立思考问题和解决问题的能力。现在化工原理实验主要是利用化工实习软件和仿真软件, 仿真实验是化工原理实验的一种发展趋势, 利用仿真软件, 将传统的“预习—操作—报告”模式改变为“预习—仿真—操作—报告”的新模式。

总之, 教学改革是一个长期的过程, 需要与时俱进, 不断改革创新, 改变传统教学模式, 寻求新的教学方法;不断关注学科的发展前沿, 及时补充课程发展中的新成果和新动向, 将学生培养为具有知识新、适应能力强等高素质的应用型人才, 才能让学生在激烈的竞争环境中脱颖而出, 成为化工行业里的中流砥柱。

参考文献

[1]严世强.多媒体技术在课堂教学实践中的若干误区探析[J].教学研究, 2006 (4)

[2]段东红、刘世斌、郝晓刚等.化工类本科专业课程体系实践性教学环节课程教学改革刍议[J].广东化工, 2008

[3]王振中.化工原理 (下册) 北京:化学工业出版社, 1987

化工原理课程设计报告 篇8

关键词：项目教学法 化工原理 应用

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）02（b）-0100-01

《化工原理》是化学工程、环境工程等专业的专业基础课。这门课程讲述了化学工程中的单元操作的基本原理及相关的传递过程。主要包括流动、传热、传质三大传递过程及单元操作设备，概念公式繁多，设备复杂多样，学生学起来难度较大，学习的积极性也不高。采用项目教学的方法，通过解决实际问题来引入课程理论知识，使学生将理论与实践结合起来，提高学生的学习积极性。在解决项目的过程中，让学生明白所学的知识在实践中用在什么地方，怎么应用所学的知识。有助于学生将所学的知识点串联起来，加深对知识的记忆和理解，从而牢固地掌握所学的知识，并为以后的工作打下基础。下面以化工原理课程中的传热部分为例阐述项目教学的设计和执行过程。

传热部分的传递过程为热量传递，单元设备为换热器。要求掌握的内容包括热量传递的基本原理和传热过程的计算及换热器。

1 提出任务

某厂需要一台换热器冷却甲苯蒸汽，甲苯蒸汽的流量为M=2000 kg/s，温度为T=110 ℃；冷却水流量为m=5000 kg/s，进口温度为t0=20 ℃。

这是一个换热器设计项目，涉及到的知识包括导热、对流换热、冷凝换热、热平衡、总传热系数及对数平均温差等相关理论知识和计算，几乎包括传热部分的所有内容。

2 换热器设计思路

这一部分主要由老师指导完成。

（1）确定总体设计思路：采用管壳式换热器。甲苯蒸汽走管外，冷却水走管内。

（2）通过热量衡算方程求冷却水的出口温度t。

（3）计算管内对流换热系数，管外冷凝换热系数。

（4）计算总传热系数K。

（5）计算传热温差。

（6）计算总传热面积A，确定换热管管长和数量。

3 换热器的设计计算

这一部分由学生完成，老师指导。学生在计算的过程中会碰到很多问题。学生在解决这些问题时，就很自然地将理论知识和实践联系起来，更加深刻理解所学的理论知识。

例如，在计算管内对流换热系数时首先要计算雷诺数Re，选择相应的经验公式。而计算雷诺数需要知道管内水的流速u，流速u又是根据流量和流通面积决定的，要知道流通面积必须知道换热管数量，而换热管数量是要设计的内容，未知的。所以，管内流速可以根据经验确定，要保证管内的换热系数足够大，而又要保持较低的阻力，按照经验，速度在1～2m/s为宜，取u=1.5m/s。其原因是速度太大，阻力显著增大，增加水泵功耗。同时速度太大对换热管束的冲击也大，容易造成换热管破裂。如果速度太小，达不到湍流换热，换热系数显著减小，换热面积大幅增大，增加了换热器的成本。水的速度太小还容易造成管内结垢，增加了传热阻力，降低传热系数。这些内容在书本上是学不到的，只有通过实践才能有效地使用所学的理论知识。

再如，怎样计算传热温差？在换热器设计计算时一般采用对数平均温差，并尽可能让其最大，这就涉及到冷热流体流动方向的设计，冷热流体流动方向有逆流、顺流和交叉流，不同的流动方式，对数平均温差是不同的，其中以逆流流动时对数平均传热温差最大的。在设计时就要考虑让冷热流体呈逆流流动。为实现冷热流体逆流流动，管内外流体流程应设计为单管程和单壳程。由于管内流体流量、速度已定，如给定换热管的管径，那么单管程换热管的数量就可以确定，再根据计算的传热面积，确定换热管管长，换热器外壳直径及长度就可以确定了。在生产实际中，换热器是与其他设备相连接的，在设计换热器时要考虑换热器的安装空间是方形的还是狭长形的，如果是方形的空间，换热器就要设计成短而粗的形状。由于换热面积是确定的（为了完成已定的热量传递），所以壳程为单管程，管程就要设计成多管程，这时管内外流体的流动方向为交叉流，传热温差的计算就要安照交叉流的计算公式。

还有，在计算总传热系数时，除了要知道管内冷却水的对流换热系数外，还需要知道管外甲苯蒸汽冷凝换热系数。在计算时，就会发现，甲苯蒸汽的冷凝换热系数比管内水的对流换热系数大很多，换热热阻主要集中在管程。所以在设计换热器时不必考虑甲苯蒸汽的速度，而只需考虑管内水的流速的大小，因为速度直接影响换热系数的大小。学生经过设计计算后就可以深刻理解有相变的蒸汽冷凝换热和无相变时对流换热系数大小的差别。这里还涉及到管壁的热阻，热量通过管外甲苯蒸汽传递到管内冷却水，需要通过管壁，这时的热量传递是通过导热完成的，管壁越厚，热阻越大。学生在计算总传热系数时对导热热阻也会有深刻的体会。

学生在设计计算过程中需要思考的除上面的内容外，还有传热介质物性的选取；换热管管径的大小确定；换热管的排列方式，是叉排还是顺排；管板尺寸、壳体内径及厚度的确定以及连接法兰尺寸的确定等等问题，在解决这些问题的过程中不知不觉地加深了对所学理论知识的理解和掌握。

4 绘制换热器设计图

为了制造一台换热器，除了前面的设计计算外，还需要根据计算结果绘制加工图。需要绘制的图纸有布管图、管板加工图、换热器器芯装配图、外壳加工圖、总装配图等。在绘制这些图纸时必须按照行业标准和规范绘图，要能满足生产加工的要求。学生在完成绘图的过程中，锻炼和提高了机械制图的能力，掌握了将《机械制图》这门课程应用于专业实践的方法。

上面仅仅介绍了传热部分的项目教学法实施过程，在《化工原理》课程中其他的单元传递过程，如蒸发、吸收、蒸馏、干燥等，都可以采用项目教学法实施教学。

在项目教学中，学习过程成为一个人人参与的创造实践活动，注重的不是最终的结果，而是完成项目的过程。学生在项目实践过程中，理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的思想和方法。通过独立完成项目把理论与实践有机地结合起来，不仅提高了理论水平和实操技能，而且又在教师有目的地引导下，培养了合作、解决问题等综合能力。

参考文献

[1]冯霄，何潮洪.化工原理[M].北京：科学出版社，2007.