《化工傳熱與控制技術(shù)》依據(jù)化工傳熱崗位群的典型工作任務(wù)進(jìn)行設(shè)計,以項目任務(wù)為載體,對傳熱過程及設(shè)備的選擇與操作、蒸發(fā)設(shè)備的選擇與操作、干燥設(shè)備的選擇與操作三個模塊進(jìn)行介紹。具體包括傳熱過程及設(shè)備的認(rèn)識、傳熱單元操作、傳熱過程計算;蒸發(fā)過程及設(shè)備的認(rèn)識、蒸發(fā)工藝的認(rèn)識、蒸發(fā)裝置的操作與運行;干燥過程及設(shè)備的認(rèn)識、干燥的物料和能量衡算、干燥裝置的操作與運行等九個學(xué)習(xí)項目。在部分項目后介紹了化工傳熱技術(shù)在各行各業(yè)的實際應(yīng)用案例。全書配套了二維碼數(shù)字資源,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
本書可作為高等職業(yè)教育應(yīng)用化工技術(shù)、石油煉制技術(shù)、石油化工技術(shù)等專業(yè)的教材,也可供從事化工生產(chǎn)和管理的工程技術(shù)人員參考。
朱明娟,副教授,碩士研究生,F(xiàn)任新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工技術(shù)分院應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)帶頭人,全國化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)委員會成員,學(xué)校學(xué)術(shù)委員會委員。注重教學(xué)與科研并重,主要研究方向為污水處理工藝研究及殼寡糖應(yīng)用等方面,自參加工作以來,主持或參與各級各類教研項目項,科研項目10多項,已經(jīng)公開發(fā)表論文10多篇,其中核心期刊4篇。申請發(fā)明專利2項,實用新型專利15項。主要教學(xué)方向為化工類專業(yè)課程三教改革及現(xiàn)代學(xué)徒制人才培養(yǎng)模式研究,2021獲的自治區(qū)級教學(xué)能力大賽三等獎。
課程導(dǎo)入 001
0.1 傳熱在化工生產(chǎn)過程中的應(yīng)用 001
0.2 本書的編寫目的、教學(xué)結(jié)構(gòu)和教學(xué)目標(biāo)001
0.2.1 本書的編寫目的 002
0.2.2 本書的教學(xué)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容 002
0.2.3 本書的教學(xué)目標(biāo) 002
模塊一 傳熱過程及設(shè)備的選擇與操作
項目1 傳熱過程及設(shè)備的認(rèn)識 006
1.1 相關(guān)知識:認(rèn)識傳熱 007
1.1.1 傳熱在化工生產(chǎn)中的意義 007
1.1.2 傳熱的基本方式 008
1.1.3 工業(yè)換熱方式 009
1.1.4 換熱器010
直擊工考 011
1.2 相關(guān)知識:認(rèn)識傳熱設(shè)備012
1.2.1 列管式換熱器 012
1.2.2 蛇管式換熱器 016
1.2.3 套管式換熱器 017
1.2.4 翅片管式換熱器 018
1.2.5 板式換熱器019
1.2.6 熱管換熱器 020
直擊工考 022
1.3 實踐操作:換熱器的仿真操作 023
1.3.1 換熱器冷態(tài)開車仿真操作 024
直擊工考 026
1.3.2 實踐操作:換熱器正常停車仿真操作 027
直擊工考 028
1.3.3 實踐操作:換熱器事故處理仿真操作 028
直擊工考 030
考核與評價:傳熱過程及設(shè)備的認(rèn)識 030
項目2 傳熱單元操作 032
2.1 相關(guān)知識:常用熱載體及其選用 033
2.1.1 常用冷卻劑、加熱劑 033
2.1.2 常用冷卻劑、加熱劑的物理性質(zhì) 034
直擊工考 036
2.2 實踐操作:熱負(fù)荷的確定 037
2.2.1 熱負(fù)荷的概念 038
2.2.2 能量衡算方程 038
直擊工考 039
2.3 實踐操作:流動形式的選擇與溫差的確定 039
2.3.1 總傳熱速率方程式 040
2.3.2 恒溫傳熱時的平均溫度差 040
2.3.3 變溫傳熱時的平均溫度差 040
直擊工考 045
2.4 實踐操作:傳熱單元操作實訓(xùn) 046
2.4.1 實訓(xùn)目的 046
2.4.2 工業(yè)列管換熱器的基本操作要點 047
2.4.3 工業(yè)換熱器的常見故障及預(yù)防措施、日常維護(hù) 048
2.4.4 換熱器操作技能培訓(xùn)方案 049
直擊工考 051
考核與評價:傳熱單元操作051
項目3 傳熱過程計算 053
3.1 相關(guān)知識:平壁的熱傳導(dǎo) 054
3.1.1 熱傳導(dǎo)的概念及原理 054
3.1.2 熱傳導(dǎo)基本方程及應(yīng)用 055
直擊工考 060
3.2 相關(guān)知識:圓筒壁的熱傳導(dǎo)061
3.2.1 單層圓筒壁的熱傳導(dǎo)061
3.2.2 多層圓筒壁的熱傳導(dǎo) 062
直擊工考 064
3.3 相關(guān)知識:對流傳熱 065
3.3.1 對流傳熱基本方程 065
3.3.2 無相變時對流傳熱系數(shù)的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式 068
直擊工考 072
3.4 相關(guān)知識:熱輻射* 073
直擊工考 075
3.5 實踐操作:傳熱過程計算 075
3.5.1 總傳熱速率微分方程 076
3.5.2 總傳熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)K 的范圍 076
3.5.3 提高總傳熱系數(shù)的途徑 078
直擊工考 079
3.6 實踐操作:列管式換熱器的選用 081
3.6.1 列管換熱器選用時應(yīng)考慮的問題 081
3.6.2 列管式換熱器的選用步驟 084
3.6.3 列管式換熱器的型號與規(guī)格 085
3.6.4 強化換熱設(shè)備傳熱過程的途徑 089
直擊工考 091
考核與評價:傳熱過程計算 093
[ 案例分析] 傳熱在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用 093
模塊二 蒸發(fā)設(shè)備的選擇與操作
項目4 蒸發(fā)過程及設(shè)備的認(rèn)識 100
4.1 相關(guān)知識:蒸發(fā) 101
4.1.1 蒸發(fā)在工業(yè)上的用途 101
4.1.2 蒸發(fā)原理 102
4.1.3 蒸發(fā)的特點103
4.1.4 蒸發(fā)過程分類 103
直擊工考 104
4.2 實踐操作:認(rèn)識蒸發(fā)設(shè)備106
4.2.1 自然循環(huán)型蒸發(fā)器 107
4.2.2 強制循環(huán)型蒸發(fā)器 109
4.2.3 單程型蒸發(fā)器 110
4.2.4 直接接觸傳熱的蒸發(fā)器 112
4.2.5 板式蒸發(fā)器 113
4.2.6 蒸發(fā)器的選用 113
4.2.7 蒸發(fā)輔助設(shè)備 114
直擊工考 116
考核與評價:蒸發(fā)過程及設(shè)備的認(rèn)識 118
項目5 蒸發(fā)工藝的認(rèn)識·120
5.1 相關(guān)知識:蒸發(fā)工藝流程的認(rèn)識 121
5.1.1 單效蒸發(fā)及其流程 121
5.1.2 多效蒸發(fā)原理 121
5.1.3 多效蒸發(fā)流程 122
直擊工考 124
5.2 實踐操作:單效蒸發(fā)操作的物料衡算及熱量衡算126
5.2.1 溶劑的蒸發(fā)量 127
5.2.2 加熱蒸汽的消耗量 128
5.2.3 蒸發(fā)過程溶液沸點的確定130
5.2.4 蒸發(fā)器的傳熱面積 134
5.2.5 蒸發(fā)器的生產(chǎn)強度 136
直擊工考 137
5.3 實踐操作:多效蒸發(fā)操作的物料衡算和熱量衡算139
5.3.1 加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)性 140
5.3.2 多效蒸發(fā)的效數(shù)限制143
5.3.3 多效蒸發(fā)設(shè)計型計算143
5.3.4 多效蒸發(fā)計算 144
直擊工考 147
考核與評價:蒸發(fā)工藝的認(rèn)識 148
項目6 蒸發(fā)裝置的操作與運行 150
6.1 相關(guān)知識:蒸發(fā)裝置的運行與維護(hù) 151
6.1.1 蒸發(fā)系統(tǒng)的日常運行操作 151
6.1.2 蒸發(fā)操作的故障及處理 153
6.1.3 蒸發(fā)系統(tǒng)的日常維護(hù)153
6.1.4 蒸發(fā)操作的安全技術(shù)154
6.1.5 蒸發(fā)器的優(yōu)化與研究154
直擊工考 155
6.2 實踐操作:多效蒸發(fā)冷態(tài)開車仿真操作156
6.2.1 識讀蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)圖 156
6.2.2 多效蒸發(fā)工藝原理簡述 157
6.2.3 工藝流程 158
6.2.4 主要設(shè)備和儀表 161
6.2.5 工藝控制方案 162
6.2.6 技能訓(xùn)練內(nèi)容及步驟162
直擊工考 163
6.3 實踐操作:多效蒸發(fā)正常停車仿真操作164
直擊工考 165
6.4 實踐操作:多效蒸發(fā)事故處理仿真操作165
6.4.1 事故處理操作 166
6.4.2 填寫蒸發(fā)器事故記錄166
直擊工考 167
6.5 實踐操作:多效蒸發(fā)綜合實訓(xùn) 167
6.5.1 實訓(xùn)流程與裝置認(rèn)知167
6.5.2 實訓(xùn)設(shè)備認(rèn)知 169
6.5.3 實訓(xùn)工藝指標(biāo) 170
6.5.4 實訓(xùn)操作 171
6.5.5 蒸發(fā)操作報表 173
直擊工考 175
考核與評價:蒸發(fā)裝置的操作與運行 175
[ 案例分析] 蒸發(fā)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用176
模塊三 干燥設(shè)備的選擇與操作
項目7 干燥過程及設(shè)備的認(rèn)識 182
7.1 相關(guān)知識:認(rèn)識干燥183
7.1.1 固體物料的去濕方法183
7.1.2 干燥操作方法的分類 184
7.1.3 對流干燥過程 184
直擊工考 185
7.2 相關(guān)知識:濕空氣的性質(zhì) 186
直擊工考 191
7.3 實踐操作:選擇干燥設(shè)備193
7.3.1 干燥器的型式 193
7.3.2 干燥器的性能特點及應(yīng)用場合 194
直擊工考 195
7.4 實踐操作:學(xué)會識讀和應(yīng)用濕空氣濕度圖196
7.4.1 I -H 圖的構(gòu)成 196
7.4.2 I -H 圖的用法 198
直擊工考 198
考核與評價:干燥過程及設(shè)備的認(rèn)識 199
項目8 干燥過程的物料衡算和熱量衡算 200
8.1 相關(guān)知識:濕物料中的水分201
8.1.1 物料中含水量的表示方法201
8.1.2 平衡水分與自由水分 202
8.1.3 結(jié)合水分與非結(jié)合水分 202
直擊工考 203
8.2 實踐操作:物料衡算和熱量衡算 204
8.2.1 干燥器的物料衡算 204
8.2.2 干燥過程的熱量衡算 206
8.2.3 干燥器的熱效率 209
直擊工考 210
8.3 實踐操作:干燥速率的測定 211
8.3.1 干燥速率公式及曲線 211
8.3.2 影響干燥速率的因素212
直擊工考 213
考核與評價:干燥的物料和熱量衡算 214
項目9 干燥裝置的操作與運行 216
9.1 實踐操作:洞道干燥仿真實驗 217
直擊工考 218
9.2 實踐操作:洞道干燥實驗218
直擊工考 219
9.3 實踐操作:噴霧干燥實訓(xùn) 220
9.3.1 實訓(xùn)步驟 220
9.3.2 實訓(xùn)參數(shù)范圍 221
9.3.3 實訓(xùn)注意事項 221
9.3.4 實訓(xùn)報告及數(shù)據(jù)處理221
直擊工考 222
9.4 實踐操作:流化床干燥實訓(xùn) 223
直擊工考 226
考核與評價:干燥裝置的操作與運行 226
[ 案例分析] 干燥技術(shù)在現(xiàn)代制藥工業(yè)中的應(yīng)用 227
附錄
參考文獻(xiàn) 253