Рабочая программа по дисциплине дс №09 Машины и аппараты химических производств для специальности 240801 Машины и аппараты химических производств (дневная и заочная формы обучения)
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа по дисциплине: Дс 05 «управление качеством» для специальности 240801., 146.16kb.
- Рабочая программа по дисциплине дc. 01. 08 «Ремонт и монтаж оборудования» для специальности, 141.28kb.
- Методические рекомендации и контрольные задания для учащихся заочной формы обучения, 346.07kb.
- Рабочая программа машины и аппараты химических производств Санкт-Петербург 2002 Рабочая, 31.46kb.
- Образовательный стандарт по специальности 170500 «Машины и аппараты химических производств», 301.91kb.
- Рабочая программа по дисциплине Ф. 13 «Системный анализ процессов химической технологии», 148.25kb.
- Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Экономика и управление, 238.85kb.
- 240801 Машины и аппараты химических производств (2 курс), 467.07kb.
- Рабочая программа по дисциплине опд ф. 06 «Общая химическая технология» 240801., 205kb.
- Рабочая программа системный анализ процессов химической технологии для специальности, 30.38kb.
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Энгельсский технологический институт
Кафедра: Машины и аппараты химических производств
Р А Б О Ч А Я П Р О Г Р А М М А
по дисциплине ДС № 09 – Машины и аппараты химических производств для специальности 240801 - Машины и аппараты химических производств
(дневная и заочная формы обучения)
Курс- 1У и У Курсовой проект – в 9 семестре (11)
Семестр- 8 и 9 (10,11) Зачет – в 8 семестре (10)
Лекции – 85 (36) Экзамен – в 9 семестре (11)
Практические занятия – 34 (18) Самостоятельная работа – 100 час.
Лабораторные занятия – 17 (16)
Всего ауд. – 136 (70)
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры
«_30 » августа 2010 г., протокол № 1
Зав. кафедрой ____________Ю.Я.Печенегов
Рабочая программа утверждена на заседании УМКС/УМКН
«__»__сентября 2010 г., протокол № 1
Председатель УМКС/УМКН
_________________ Ю.Я.Печенегов
Энгельс- 2010 г.
1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
1.1. Цель преподавания дисциплины
Цель преподавания дисциплины «Машины и аппараты химических производств» состоит в завершающей подготовке специалистов для производственной, проектно-конструкторской и исследовательской деятельности в области создания и эксплуатации технологического оборудования химических производств».
1.2. Задачи изучения дисциплины
Основными задачами изучения дисциплины являются: научить студента эффективно использовать знания, полученные в естественнонаучных и общеинженерных дисциплинах, для решения конкретных практических задач в области проектирования, монтажа, испытаний и эксплуатации машин и аппаратов химических производств; сформировать у них умение проектировать, технически обслуживать химическое оборудование и проводить научные исследования.
Обязательным в курсе является изучение автоматизированных методов расчета, а также знакомство с нормативными материалами.
При изучении аппаратов, предназначенных для проведения основных процессов химической технологии, рекомендуется следующая общая методологическая последовательность освоения соответствующих разделов курса:
1.3. Перечень дисциплин, знание которых студентами необходимо
для усвоения данной дисциплины:
-Математика
-Физика
-Информатика
-Химия
-Теоретическая механика
-Экология
-Инженерная графика
-Сопротивление материалов
-Теория механизмов и машин
-Гидравлика и гидравлические машины
-Детали машин
-Материаловедение и обработка материалов
-Метрология, стандартизация и взаимозаменяемость
-Технология машиностроения отрасли
-Термодинамика
-Безопасность жизнедеятельности
-Процессы и оборудование отрасли
-Технология производств отрасли
-Конструирование и расчет элементов оборудования отрасли
-Химическое сопротивление и защита от коррозии
-Методы и техника защиты окружающей среды
2. Требования к знаниям и умениям студентов по дисциплине
Студент должен знать устройство, основные рабочие характеристики и принципы расчета, в том числе и автоматизированного, типовых машин и аппаратов химических производств, тенденции и пути совершенствования оборудования, нормативные материалы.
Студент должен уметь выбирать необходимый типоразмер стандартных машин и аппаратов, производить тепловой, гидравлический и механический расчеты оборудования, находить оптимальные решения при проектировании и эксплуатации механического и технологического оборудования химических производств.
3. Распределение трудоемкости (час) дисциплины по темам и видам занятий
| № мод. | № нед. | № темы | Наименование темы | | Ч А С Ы | |||
| Всего | лекц. | л.з. | пр.з. | СРС | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | 1,2,3 | 1 | Общие сведения о машинах и аппаратах. Проектирование и конструирование | 22 (4) | 6 (2) | - | 6 (2) | 10 |
| 2 | 4-12 | 2 | Теплообменные аппараты | 75(36) | 20(10) | 17(16) | 18(10) | 20 |
| 3 | 13-17 | 3 | Колонные массообменные аппараты | 44(12) | 14 (6) | | 10 (6) | 20 |
| 4 | 1-7 | 4 | Сушильные аппараты и установки. | 37 (6) | 17 (6) | | | 20 |
| 5 | 8-12 | 5 | Машины и аппараты разделения неоднородных систем | 34 (6) | 14 (6) | | | 20 |
| 6 | 13-17 | 6 | Промышленные печи и химические реакторы. | 24 (6) | 14 (6) | | | 10 |
| ИТОГО: | | 236 (70) | 85 (36) | 17 (16) | 34 (18) | 100 | ||
4. Содержание лекционного курса
| № темы | Всего часов | № лекции | Тема лекции Вопросы, отрабатываемые на лекции |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | 6 (2) | 1 | Вводная лекция. Предмет курса, его цели и задачи. Содержание курса. Связь с другими дисциплинами. Формы учебных занятий и отчетность по курсу. Литература для изучения курса. Задачи, решаемые инженером-механиком химической промышленности |
| | | 2 | Проектирование, конструирование, эксплуатация и исследования в деятельности инженера. Требования, предъявляемые к оборудованию химических производств. Стадии проектирования оборудования химических производств. |
| | | 3 | Методы и приемы конструирования. Нормативно-техническая документация для проектирования, расчетов и эксплуатации машин и аппаратов. |
| 2 | 20 (10) | 4 | Общие сведения об теплообменных аппаратах в химической технологии. Теоретические основы работы теплообменных аппаратов. Расчет коэффициентов теплообмена и теплоотдачи. |
| | | 5 | Интенсификация процессов теплопередачи. Способы интенсификации процессов теплообмена и теплопередачи. Расчет коэффициента теплопередачи через ребристую стенку. Конструкции ребристых поверхностей. |
| | | 6 | Классификация теплообменных аппаратов. Типы кожухотрубчатых теплообменных аппаратов. Элементы кожухотрубчатых теплообменников; их конструктивное исполнение и работа. |
| | | 7 | Виды теплообменников. Секционные теплообменники и типа «труба - в трубе». Змеевиковые теплообменники. Оросительные теплообменники. Графитовые теплообменники. Аппараты воздушного охлаждения. Пластинчатые теплообменники. Спиральные теплообменники. |
| | | 8 | Тепловой расчет теплообменных аппаратов. Задачи расчета и последовательность проектирования теплообменников. Методика расчета теплообменников-рекуператоров. Компоновочный и гидравлический расчеты. |
| | | 9 | Механический расчет кожухотрубчатых теплообменных аппаратов. Обечайки, днища и крышки. Трубные решетки. |
| | | 10 | Расчет кожухотрубчатых теплообменников с применением ЭВМ. Блок-схема и алгоритм расчета. Теплообменники на тепловых трубах. |
| | | 11 | Выпарные аппараты. Типовые конструкции. |
| | | 12 | Расчет выпарных установок с помощью ЭВМ. Блок-схема и алгоритм расчета |
| | | 13 | Накипеобразование и отложения в теплообменниках и выпарных аппаратах. Технико-экономические показатели эффективности теплообменных аппаратов. Правила эксплуатация и техника безопасной работы при обслуживании теплообменников. |
| 3 | 14(6) | 14 | Общие сведения о колонных массообменных аппаратах. Классификация ректификационных колонн по принципу образования контакта фаз. |
| | | 15 | Основные конструктивные характеристики колонн. Сравнительные показатели и рекомендации по выбору колонн |
| | | 16 | Гидродинамика и гидравлические сопротивления барботажных колонн. Расчет конструктивных элементов и узлов ректификационных колонн. |
| | | 17 | Технологический расчет ректификационных колонн с помощью ЭВМ. Принципы расчета ректификационных колонн на прочность и устойчивость. |
| | | 18 | Пути совершенствования техники ректификации. Экономия теплоты и ректификационных установках. Правила безопасной эксплуатации ректификационных установок. |
| | | 19 | Абсорбционные колонны. Принципы работы и расчета. Типовые схемы и конструкции абсорберов. |
| | | 20 | Десорбционные колонны. Принципы работы и расчета. Типовые схемы и конструкции абсорберов. |
| | | 20 | |
| 4 | 17(6) | 21 | Способы сушки материалов. Основные характеристики тепловой сушки. |
| | | 22 | Классификация сушилок, сушимых материалов и сушильных агентов. Тепло - и массоперенос в процессе сушки. |
| | | 23 | Определение продолжительности сушки в условиях внешней задачи тепло - и массообмена. |
| | | 24 | Основные типы сушилок, используемых в химической промышленности. Устройство и основные характеристики барабанных сушилок. Ленточные и вальцеленточные сушилки. Распылительные сушилки. |
| | | 25 | Сушилки для дисперсных материалов. Сушилки с псевдоожиженным слоем. Аэрофонтанные сушилки. |
| | | 26 | Пневматические сушилки: трубы-сушилки; спиральные; вихревые, циклонные. Вспомогательное оборудование сушильных установок |
| | | 27 | Методика расчета сушильных установок. Технологический (тепловой) расчет. Выбор сушилок стандартных типоразмеров. |
| | | 28 | Расчет на прочность аппаратов для сушки. Тенденции развития сушильной техники. Техника безопасной эксплуатации сушильных установок. |
| 5 | 14 (6) | 29 | Фильтры для жидкостей. Классификация конструкции. Методика расчета фильтров. |
| | | 30 | Центрифуги. Классификация и типовые конструкции. Методика расчета центрифуг. |
| | | 31 | Сепараторы. Классификация и типовые конструкции. Методика расчета. |
| | | 32 | Механический расчет центрифуг и сепараторов. Работа валов, прочность валов, прочность обечаек, вибрация центрифуг и сепараторов. Критерий прочности. |
| | | 33 | Циклоны. Гидроциклоны. Пылеочистные циклоны. Фильтры для газов. |
| | | 34 | Фильтры для газов. |
| | | 35 | Электрофильтры. Аппараты мокрой пылеочистки. Основы безопасной эксплуатации машин и аппаратов для разделения неоднородных систем. |
| 6 | 14 (6) | 36 | Общие сведения о печах. Печь как химико-термическая система. Теплотехнические процессы в печах. Термотехнологические процессы. Классификация печей. |
| | | 37 | Термотехнологические процессы. Классификация печей. |
| | | 38 | Основные термотехнологические и теплотехнические процессы в печах. Обжиг, сжигание, пиролиз, крекинг, термическое разложение. Горение топлива и теплообмен в печах. |
| | | 39 | Трубчатые печи крекинга и пиролиза. Устройство и работа. Основные характеристики. Технологические расчеты. |
| | | 40 | Тепловой, гидравлический и аэродинамический расчеты трубчатых печей. Основы техники безопасности при эксплуатации печей |
| | | 41 | Реакционные аппараты и их классификация. Реакторы для жидкофазных процессов. Реакторы газофазных процессов. |
| | | 42 | Реакторы для жидкофазных процессов. Реакторы газофазных процессов. |
5. Перечень практических занятий
| № темы | Всего часов | № занятий | Тема практического занятия. Вопросы, отрабатываемые на практическом занятии |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | 6 (2) | 1 | Ознакомление с нормативными документами. ГОСТы и стандарты по тепло - и массообменную аппаратуру и их элементы |
| | | 2 | Ознакомление с нормативными документами. Методики расчета тепло - и массообменной аппаратуры и их элементов с использованием ГОСТов, стандартов, руководящих документов. |
| | | 3 | Приемы конструирования. Метод аналогий, метод инверсии, метод мозгового штурма. |
| 2 | 18(10) | 4 | Расчет коэффициентов теплообмена. Конвективный теплообмен в трубах и каналах. |
| | | 5 | Расчет коэффициентов теплопередачи. Теплопередача через плоские, цилиндрические и оребренные стенки. |
| | | 6 | Тепловой поверочный расчет теплообменников-рекуператоров. Кожухотрубчатые теплообменники. |
| | | 7 | Секционные теплообменники. |
| | | 8 | Теплообменники типа «труба в трубе». |
| | | 9 | Гидравлический расчет теплообменников. Кожухотрубчатые теплообменники. |
| | | 10 | Расчет теплообменников с фазовыми изменениями теплоносителей. Испарители. |
| | | 11 | Механический расчет теплообменников. Кожухотрубчатые теплообменники. |
| | | 12 | Конденсаторы |
| 3 | 10 (6) | 13 | Расчет гидравлического сопротивления. Колонны тарельчатые. |
| | | 14 | Колонны насадочные. |
| | | 15 | Расчет массообменных процессов в колоннах аппаратах. |
| | | 16 | Технологический расчет ректификационных колонн. Тарельчатые колонны. |
| | | 17 | Насадочные колонны. |
6. Перечень лабораторных работ
| № темы | Всего часов | № работы | Наименование лабораторной работы. Вопросы, отрабатываемые на лабораторных занятиях. |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 2 | 17 (16) | 1 | Изучение, расчет и выбор стандартизованного кожухотрубчатого теплообменного аппарата |
| | | 2 | Проектирование и расчет тепловой изоляции. |
| | | 3 | Работа теплообменного аппарата в условиях нарастания отложений на поверхности теплопередачи. |
| | | 4 | Работа теплообменного аппарата при наличии дефектных трубок |
7. Задания для самостоятельной работы студентов
| № темы | Всего часов | Вопросы для самостоятельного изучения | Литература |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | 10 | Нормативно-техническая документация. Технологическое оборудование, элементы, материалы и их выбор. Общезаводское оборудование. | /14/-с.4:8;с.26-92;с.123-169;с.182-264./16/-с.10-24;с.122-124;с.292-297./5/-с.3-36. |
| 2 | 10 | Специальные типы и конструкции теплообменных аппаратов. Конструктивное исполнение элементов кожухотрубчатых теплообменников. Методы борьбы с отложениями загрязнений в теплообменниках. Методы повышения эффективности работы теплообменников. | /1/-с.5-68./5/-с.155-205./2/-с.145-195. |
| 3 | 10 | Конструкции контактных массообменных устройств и их основные параметры. Выбор тарельчатых колонных аппаратов. Экстракционные аппараты для систем «жидкость-жидкость». | /1/-с.69-89./2/-с.220-237./3/-с.298-335./4/-с.130-153./1/-с.115-124./3/-с.359-372. |
| 4 | 20 | Кондуктивные и терморадиационные сушилки. Туннельные сушилки. Полочные сушилки. Петлевые сушилки. Механическое оборудование сушильных установок. Устройство и конструкция барабанных сушилок. Газораспределительные решетки сушилок с кипящим слоем. Комбинированные сушильные установки. Распылительные устройства сушилок. Методика выбора типа сушильного аппарата. Автоматизированный расчет сушильных установок. | /1/-с.124-161./2/-с.294-308. |
| 5 | 10 | Устройство и работа плиточно - рамного фильтр-пресса. Камерный фильтр-пресс. Автоматизированный фильтр-пресс ПАКМ. Расчет на прочность барабанных вакуум-фильтров. Дисковые вакуум-фильтры. Устройство и работа сепараторов. Перспективная техника разделения неоднородных систем. | /1/-с.222-242./2/-с.59-82./3/-с.5-27./4/-с.45-81. |
| 6 | 10 | Устройство и работа шахтных печей и печей крекинга и пиролиза. Ограждение, змеевики, подвески, форсунки и горелки трубчатых печей. Перспективная реакционная техника. | /5/-с.243-298./2/-с.206-265./2/-с.238-293;с.309-332. |
8. Курсовое проектирование
Курсовой проект является одним из важнейших этапов изучения дисциплины. Его целью является закрепление и углубление полученных студентами теоретических знаний путем их применения к решению расчетно-конструкторских и проектных задач по избранной специальности.
В курсовом проекте студенты разрабатывают конструкцию машины, технологического аппарата или технологической установки заводов изучаемой отрасли. Задания на проект студентам выдаются в индивидуальном порядке, и, как правило, они должны быть посвящены разработкам машин и аппаратов из номенклатуры оборудования предприятия, на котором производится конструкторско-технологическая практика, предусмотренная планом.
Курсовой проект должен соответствовать ЕСКД и состоять из пояснительной и графической частей
Пояснительная записка к проекту должна включать:
- Введение.
- Назначение и область применения проектируемого оборудования (установки аппаратов и т.д.).
- Описание принципиальной технологической схемы установки.
- Технологические расчеты (материальные, кинетические, тепловые, гидромеханические и т.д.).
- Механические расчеты на прочность, устойчивость, жесткость.
- Выводы.
- Список используемой литературы.
Трудоемкость работ по выполнению курсового проекта составляет примерно 60 часов.
9. Курсовая работа - учебным планом не предусмотрена
10. Расчетно-графическая работа - учебным планом не предусмотрена
11. Контрольная работа – выполняется студентами заочной формы (см. методическое руководство) / 20/.
- Экзаменационные вопросы:
- Задачи, решаемые инженером-механиком химической промышленности.
- Требования, предъявляемые к оборудованию химических производств.
- Стадии проектирования оборудования химических производств.
- Нормативно-техническая документация для проектирования, расчетов и эксплуатации машин и аппаратов. Методы и способы решения творческих задач.
- Роль теплообменных аппаратов в химической технологии и их назначение.
- Коэффициент теплопередачи в теплообменниках и его расчет.
- Коэффициенты теплообмена в теплообменниках и их расчет для однофазных теплоносителей и при наличии фазовых переходов (кипение, конденсация).
- Общие методы интенсификации процессов теплопередачи в теплообменниках.
- Классификация теплообменных аппаратов.
- Типы и характеристики кожухотрубчатых теплообменных аппаратов.
- Конструкции и рабочие характеристики кожуха и распределительных камер кожухотрубчатых теплообменников.
- Конструкции и рабочие характеристики теплообменных труб, трубных решеток и перегородок в кожухотрубчатых теплообменниках.
- Конструкции, работа и характеристики секционных, змеевиковых и оросительных теплообменников.
- Конструкции, работа и характеристики графитовых теплообменников и аппаратов воздушного охлаждения.
- Интенсификация теплообмена в трубчатых теплообменниках.
- Конструкции, работа и характеристики пластинчатых и спиральных теплообменников.
- Задачи расчета и последовательность проектирования теплообменных аппаратов.
- Последовательность и расчетные зависимости теплового и гидравлического расчетов теплообменников-рекуператоров .
- Основные положения механического расчета элементов кожухотрубчатых теплообменников.
- Блок-схема и основные зависимости для теплового расчета кожухотрубчатых теплообменников с применением ЭВМ.
- Технико-экономические показатели эффективности теплообмеников и их расчет.
- Конструкции и работа теплообменников на тепловых трубах.
- Новые перспективные типы и конструкции теплообменных аппаратов.
- Назначение и основные характеристики электронагревательных установок.
- Правила эксплуатации теплообменных аппаратов.
- Типовые конструкции выпарных аппаратов и их элементов.
- Блок-схема и количественные связи для расчетов выпарных аппаратов с помощью ЭВМ.
- Процессы накипеобразования и отложения загрязнений в теплообменниках и выпарных аппаратах.
- Конструкции, работа и основные характеристики ректификационных колонн непрерывного действия.
- Расчет ректификационных колонн методом теоретических тарелок.
- Типы ректификационных колонн, их выбор.
- Гидродинамика и гидравлическое сопротивление барботажных колонн.
- Расчет конструктивных элементов и узлов ректификационных колонн.
- Блок-схема и количественные связи для расчета ректификационных колонн с помощью ЭВМ.
- Пути совершенствования техники ректификации.
- Пути экономии теплоты в ректификационных установках.
- Основы техники безопасности при эксплуатации ректификационных установок.
- Абсорбционные колонны. Принципы работы и расчета.
- Типовые схемы и конструкции абсорберов.
- Список основной и дополнительной литературы
основная
1.Основы проектирования химических производств: Учебник для вузов / Под. ред. А.И. Михайличенко. – М.: ИКЦ « Академкнига», 2008 – 332 с.
2. Машины и аппараты химических производств: Учебное пособие для вузов / А.С. Тимонин и др. / Под общей редакцией А.С. Тимонина. – Калуга: Издательство Н.Ф. Бочкаревой, 2008. – 872с.
3. Поникаров И.И., Поникаров С.И., Рачковский С.В. Расчеты машин и аппаратов химических производств и нефтегазопереработки ( примеры и задачи). Учебное пособие. – М.: Альфа – М.2008. – 720с.
дополнительная
4.Машины и аппараты химических производств/ И.И. Поникаров и др.- М.:Машиностроение,1989.-368с.
5.Машины и аппараты химических производств: Примеры и задачи/ Под ред. Соколова В.М. - М. :Машиностроение, 1982. - 384 с.
6.Чернобыльский И.К. Машины и аппараты химических производств.- М.: Машиностроение, 1974с.
7.Шаповалов Ю.Н., Шеин В.С. Машины и аппараты общехимического назначения: Уч. пособие.- Воронеж: Изд-во ВГУ, 1981.-304с.
8.Вихман Г.Л., Круглов С.А. Основы конструирования и расчета машин и аппаратов нефтеперерабатывающих заводов.- М.: Машиностроение, 1978.-328 с.
9.Александров И.А.Ректификационные и абсорбционные аппараты. М. :Химия, 1978. 277 с.
10.Расчет основных процессов и аппаратов нефтепереработки: Справочник/ Под ред. Судакова Е.Н .:Химия. 1979.-568 с.
11.Соколов В.И. Центрифугирование.- М.: Химия, 1976.- 407 с.
12.Барановский Н.В. и др. Пластинчатые и спиральные теплообменники.- М.: Машиностроение, 1973.-288 с.
13.Молоканов Ю.К., Харас З.Б. Монтаж аппаратов и оборудования для нефтяной и газовой промышленности. М.: Кадры 1982. 391 с.
14.Коузов П.А. и др. Очистка от пыли, газов и воздуха в химической промышленности. Д. :Химия. 1982. 255 с.
15.Ермаков В.И., Шеин В.С. Ремонт и монтаж химического оборудования. Л.: Химия, 1981. 357 с.
16.Форамазов С.А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация.-М.: Химия, 1984.-328 с.
17.Алперт Л.З. Основы проектирования химических установок.- М.- Высш. школа, 1989.- 304 с.
18.Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1991.-352 с.
19.Конструирование безопасных аппаратов для химических и нефтехимических производств / Г.Г.Смирнов и др., Под общ. ред. А.Р. Толчинского. – Л.: Машиностроение, 1988.-303 с.
20.Машины и аппараты химических производств. Программа, методические указания и контрольные задания для студентов специальности 240801 (заочной формы обучения) /Печенегов Ю.Я.
14. Использование наглядных пособий, ТСО, вычислительной техники
По всем разделам дисциплины имеются плакаты, которые используются при изучении дисциплины. Общее число плакатов, которые используется при выполнении лабораторного практикума и в курсовом проектировании по дисциплине.
Рабочую программу составила к.х.н., доцент О.Н. Щербинина