板式精馏塔设计软件说明书
板式精馏塔的设计是高等院校化工类专业在进行课程设计时的一项必要的、综合的技能训练内容，是培养学生综合运用有关课程的理论和专业知识解决实际问题，按照科学的研究方法，建立正确的设计思想，对于培养学生理论联系实际的能力和分析问题解决问题的能力，活跃思维、开阔思路、提高创新能力起着积极的作用。所以课程设计环节质量的高低，直接影响到学生创新思维和综合能力的培养。为适应社会的发展，培养高素质的人才，全国各高校都在进行教学改革尝试，加强教学实践环节。
然而在设计过程中，繁杂的公式计算、大量的资料收集，庞大的数据处理占据了学生大部分时间，严重的制约了学生的思维、创作能力，使其在有限的课时内仅做了大量的基础计算，而不是完成应具有的创造性设计。随着计算机技术的迅猛发展，多媒体教学已成为主要的教学手段。它不仅使传统的课堂变成为不受时间和空间限制的虚拟教室，使以讲解和板书为主的教学模式变成为文本、图像、动画、音频和视频等多种媒体共存的新型教学模式；而且也使学生从被动接受转为主动学习，从呆板、单
一、顺序的教学内容安排转变为生动、多彩、跳跃式的教学内容安排。因此，为结合实际教学、提高教学质量，我们选择了BORLAND公司的RAD工具C++BUILDER，同时还涉及一些多媒体创作工具，如Dreamweaver
4、Photoshop6.0、Flash5.0,开发了“板式精馏塔课程设计软件”。这套软件把板式精馏塔的整个工艺设计过程在计算机上实现，通过友好的交互性能，帮助使用者轻松完成设计任务。它把学生设计期间需要掌握的专业知识、技术参数、理论公式以及要用到的图表、物性参数等进行了归纳总结，减轻了学生查找资料的负担，为学生进行进一步的思考提供了机会，使得设计变得更加有意义。有了这套软件，学生可以随时检验自己设计结果的合理性，为学生在设计过程中进行参数的优选及多设计方案的比较提供了强有力的工具。这对培养学生的思维能力、分析判断能力和设计能力起到了良好的促进作用，为以后专业课的课程设计和毕业设计打下了良好的基础。
一、系统的主要功能特点: （1）查阅板式精馏塔的设计知识。课程设计内容、要求、步骤及计算方法等知识，制作成网页格式，层次清晰，查找方便，学生在设计过程中，可随时查阅有关的内容。 （2）动态进行二元物系精馏塔设计计算。系统运用可视化程序设计语言，采用窗口化管理，界面友好，通过人机交互方式进行操作，操作者只要按照提示，输入有关的数据，用鼠标按动“计算”、“上一步”、“下一步”等按钮，引导学生完成整个设计计算。 （3）对不同设计方案进行比较。选择不同的方案，不同的参数进行设计，比较各参数之间的相互影响，有助于对整体内容的理解。
（4）理论塔板数的精确计算。
（5）以文本格式保存设计结果，退出系统，也可查看或打印结果。
二、软件的组成部分
本系统主要由四部分组成：设计计算、设计教程、设备装配图和设计结果。设计计算部分是本软件的核心，用户根据屏幕提示输入相应的数值，系统一步步进行设计计算,动态完成计算任务；设计教程部分向用户提供设计要求、计算方法及所使用的公式，内容包括概述、
1 设计方案、工艺设计、塔的结构、附属设备、附录等；设备装配图部分是系统提供设计图例；设计结果部分列出主要的设计结果。这四部分之间的关系如图所示：
软件操作说明
（一） 启动
方式一：双击桌面上快捷图标，即可启动。
方式二：从“开始”菜单中启动。单击“开始”按钮，将鼠标指针移动到“程序”命令，在“化工基础实验仿真与工程设计”子菜单中选择“化工工程设计”—“板式精馏塔的工艺设计”，点击“板式精馏塔”，首先出现如图所示的窗口。
显示本软件的名称、版本号及制作发行单位等相关信息，随即进入板式精馏塔设计软件主界面，如图所示。
在主界面的中心区有反映学校特色的图片在随机切换，在主界面窗口中有四个圆形按钮分别为：“教程”、“计算”、“样图”和“退出”。点击不同的按钮分别执行不同的任务。
（二） 教程部分
一、板式精馏塔设计教程主要内容
板式精馏塔的工艺设计教程向设计者提供设计计算过程中所涉及到的专业知识、技术参数、理论公式以及所需的图表、物性参数等内容，以文本、图像、动画的形式生动地展现出来。考虑到学生的使用方便和便于更新维护，“教程”部分我们选用Macromedia 公司的
3 Dreamweaver 4.0工具制作成图文并茂的网页文件，配之以生动形象的动画，利用网页的交互性来实现学生对所需要知识内容的快捷查找。
根据塔设备设计的要求和内容，我们经过归纳整理，把精馏塔设计过程中所涉及到的有关内容分为六部分：
① 概述，简要介绍精馏操作对塔设备的要求、板式塔的类型、精馏装置的设计内容。 ② 设计方案，主要包括流程和操作条件（温度、压力、进料状态和加热方式）的确定。 ③ 工艺设计，是整个教程中的重点内容，主要包括：物料衡算与操作线方程的确定；理论塔板数的求取；塔主要部位的压力和温度的确定；实际塔板数的确定；塔的有效高度和板间距的初选；塔径的计算；液流型式的选择及溢流装置的设计；塔板布置；塔板流体力学验算；塔板负荷性能图等计算内容。
④ 塔的结构，主要包括：板式塔的总体结构；塔体总高度计算；塔板结构；接管结构。 ⑤ 附属设备，包括全凝器、再沸器的计算及选型，以及接管尺寸的计算。 ⑥ 附录，包括工艺设计过程中所涉及的参数查取所需的参数表。
二、板式精馏塔设计教程操作说明
1、在板式精馏塔软件主界面，点击左侧“教程”按钮，进入如图所示的教程主界面
在教程界面中，右上方有四个绿色圆按钮，分别为“后退”、“前进”、“计算”和“返回”，用鼠标左键点击“后退”或“前进”按钮，可在教程中向后返一页或向前返一页，如点击“计算”按钮，则进入到计算界面，点击“返回”按钮，则返回到精馏塔设计软件主界面。中心区图下方的“概述”、“设计方案”、“工艺设计”、“塔的结构”、“附属设备”、“附录”，是教程的六个部分，点击每一部分，可进入相应的内容。每一部分又分成若干子项目。
2、点击“概述”，进入如图所示的界面，右上方的四个绿色圆按钮“后退”、“前进”、“计算”和“返回”，与教程主界面上面的功能一样。在中心区最上方，有六个可操作的命令按钮，连接教程的不同内容，左边“概述”的背景颜色与中心区的一致，表示中心区所列子项目属于概述部分，其余按钮为紫色，如用鼠标点击，可进入其它部分的内容。
3、中间所列内容为概述的三个子项目，将鼠标移动到每一子项目时，字体的颜色变为红色，点击鼠标即可进入每一子项目的详细内容，如图所示。
在中心区下方，深蓝色一行为该页面的状态栏，左边
表示中心区内容所在位置，右边
有三个可操作的命令按钮，“上一页”“下一页”向前返一页或向后返一页，点击“回主页”按钮，返回到教程主界面。
4、如果子项目下的有些内容需要专门介绍或用动画显示的，还可点击相应的链接查看更详细的内容。如进入“概述”的“板式塔类型”看到如图所示的界面。
5、将鼠标移到“浮阀塔”上时，鼠标箭头变为手型，表示有与浮阀塔相关的内容，点
5 击，进入如图的界面，可查阅到与浮阀塔相关的内容。
6、其中“F-1型(V-1型)浮阀”为红色，点击可进入与之相关的结构图，如图所示，点击右下角“返回”按钮，返回到上一层内容的界面。
7、如将鼠标移到中心区的图片上时，出现“点击可放大”的说明，点击图片，出现放大图，如图所示。
再次点击放大图，可返回上一层内容。点击“筛板塔”，出现与筛板塔相关的内容。点击动画按钮，出现如图所示界面，演示筛板塔的动画效果。
（三） 计算部分
一、板式精馏塔设计主要内容
精馏是气（汽）、液两相之间的传质，精馏塔是精馏的主要设备之一。气-液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。本次设计的内容是板式塔。板式塔的种类很多，每种类型的塔在处理量和各项性能上都有自己的特点。目前，使用最多的浮阀塔和筛板塔。精馏塔的设计的内容主要分为：
① 确定设计方案。设计方案包括对所有初始状态的设计和选型，以及整个工艺流程的设计。
② 精馏塔的工艺计算。由任务书给定的工艺条件，进行物料衡算，计算塔的液相流量和汽相流量等工艺参数，求出实际塔板数，确定整个塔的基本结构。
③ 塔板和塔主要工艺尺寸的设计。塔板和塔的工艺尺寸是设计的核心部分，具体计算每块塔板的各项参数。
④ 结构设计。结构设计在塔板各项尺寸已定的情况下，考虑塔的安装、维修、制造等因素，设计出塔的具体结构。
⑤ 辅助设备设计。辅助设备设计包括冷凝器、再沸器和加热蒸汽鼓泡管等附属设备的设计。
二、板式精馏塔设计计算操作说明
1、在板式精馏塔软件主界面，点击左侧“计算”按钮，进入如图所示的设计计算主界面
2、在左上侧，有一个输入框图，要求用户根据设计内容，输入相应的数据后，点击“下一步”，给出计算结果，进入如图所示的界面，为计算输出的相关项目。
3、再点击“下一步”，出现如图界面。
4、在上方输入框中，第一行为下拉列表框，可选择不同的进料状态，并根据相应的进料状态选择适当的q值，如果选择的进料与q值不匹配，则出现如图界面。
5、直到用户输入正确的参数后，点击“计算”按钮，出现如图所示界面。
6、在输入框中，需要给出最小回流比的系数，其范围已经给出，用户只需根据所给范围输入一个数据即可，再点击“计算”按钮，执行计算操作，给出计算结果。点击“下一步”按钮，根据用户给出的参数进行计算，如果输入的数据有误，点击“上一步”按钮，返回前一页面，用户可修改输入的参数。总之，在计算部分，输入的数据有以下三种：一是根据任务书中的给定条件输入，如产品组成，大气压等参数。这一类数据输入时需要用户认真对待，因为输入这类参数时，不给出提示信息；二是在某一数值范围中选择一适宜的数值，这类数据输入后，计算机首先进行判断，看其是否合乎要求；三是在下拉列表框中选择一种。用户只要按要求输入正确的参数，点击“计算”或“下一步”按钮，就会一步一步往下计算，如需修改数据，点击“上一步”。
7、当计算到流体力学验算时，还可查看负荷性能图。如图所示。
8、点击“负荷性能图”按钮，出现如图所示的界面，自动绘制出负荷性能图。
9、如需保存负荷性能图，点击“保存”按钮，出现如图所示的界面，用户可选择路径，以.BMP格式保存文件,供以后查阅或打印。点击“关闭”，回到计算界面。
10、在附属设备计算过程中，需要对全凝器、预热器、再沸器的公称直径、管程数、管子数、换热管长度、换热面积等参数进行选择。
11、此时用户只要点击图中的“选择参数”按钮，就会打开程序内部所附的数据库，出现供用户选择的系列参数。如图所示，用户用鼠标指针点击相应的参数时，白色背景变为兰色，同时对应栏下端显示所选参数的数值。全部参数选择完成以后，点击“确定”，返回到原来窗口，各参数栏显示刚才所选参数值。点击“取消”，返回到原来窗口，各参数栏显示原来参数值。
12、对全凝器、预热器、再沸器的各参数选择完以后，需要计算接管尺寸，出现如图所示界面。
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13、输入流速，计算出管子的直径，点击“选择参数”，出现如图所示的界面，根据计算值选择适宜的管子参数。
14、当把塔顶蒸汽管、回流管、进料管、釜液排除管等接管的各参数全部计算完成以后，出现设计结果汇总界面，如图所示。点击“保存”按钮，即以*.txt格式保存设计结果。
（四） 样图部分
1、在板式精馏塔软件主界面，点击左侧“样图”按钮，进入如图所示的样图主界面。
2、在样图主界面上，右上侧有三个按钮，分别为“计算”、“教程”、和“返回”，点击“计算”按钮，连接到设计计算部分，点击“教程”，连接到教程部分的内容，点击“返回”回到软件主界面。在样图主界面中心区，左侧为板式精馏塔的装配图，右侧为“技术要求”、“技术特性表”“接管表”等内容，中间为塔设备的七处局部放大图。其中，装配图和局部放大图可以放大，将鼠标置于其上，点击即可弹出局部放大图，再点击恢复原状。如图所示。
（五） 软件的退出
在任意状态下，点击“返回”按钮，即回到主界面下，然后点击“退出”按钮，即可退出本设计软件，返回Windows操作界面。
