Geum.ru

Образовательный стандарт направление 550800 «Химическая технология и биотехнология» рабочая программа по дисциплине «Процессы и аппараты химической и пищевой технологии» Факультет автомеханический

Вид материалаОбразовательный стандарт

Содержание


Наименование лабораторной работы
Таблица 3.2 Практические занятия
Согласовано Утверждаю Зам. директора по учебной работе Зав. кафедрой ВТМ
Специальность: «Химическая технология и биотехнология» 550800 Курс 3, 4
Общие положения
Подобный материал:
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ


ВОЛЖСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (филиал)


ВОЛГОГРАДСКого государственого технического университета


Кафедра «Технологические машины и оборудование»


«УТВЕРЖДАЮ»

Зам. директора по научной и

учебной работе

_____________________ О.А. Тишин

«______»__________________ 2007 г.


ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ

Направление 550800 «Химическая технология и биотехнология»


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине «Процессы и аппараты химической и пищевой технологии»


Факультет автомеханический

Курс 3, 4

Семестр 6, 7

Лекции, час 102

Практические занятия, час 34

Лабораторные занятия, час 68

Самостоятельная работа, час 136

Организация СРС 34

Всего аудиторных занятий, час 204

Всего часов 340

Курсовой проект 7

Экзамен 6,7


Волжский, 2007


Рабочая программа составлена на основании программы для высших заведений по дисциплине «Процессы и аппараты химической и пищевой технологии» и утверждено учебно-методическим управлением по высшему образованию и стандарта предмета утвержденного ученым Советом Волжского политехнического института.


Составитель рабочей программы:


Доцент кафедры «Технологические машины и оборудование»


­­­_______________Кореньков М.А.


Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Технологические машины и оборудование»


«______»______________________ 2001г.


Заведующий кафедрой О.А. Тишин


Одобрено научно-методическим советом по направлению Волжского политехнического института


«______»______________________ 2001г.


Председатель научно-методического совета Приходько Е. А.


Декан дневного факультета Приходько Е.А.


  1. Цель и задачи учебной дисциплины.



    1. Цель преподавания дисциплины.

Курс «Процессы и аппараты химической и пищевой технологии» является основной дисциплиной теоретической общеинженерной подготовки инженеров-технологов. Цель преподавания курса состоит в подготовке инженеров-технологов овладевших теоретическими основами методов расчета процессов химической технологии, освоивших принципы устройства, методы проектирования оборудования для осуществления технологических процессов.


1.2.Задачи изучения дисциплины.

Задачами изучения дисциплины является достижение студентами :

знания общих закономерностей химико-технологических процессов, принципа работы и устройства оборудования, методов расчета и подбора оборудования для получения необходимой производительности и технологических параметров, путей интенсификации и основных направлений развития высоко эффективных процессов и аппаратов химических производств ;

умения определять технологические параметры работы действующего оборудования, провести исследования в экспериментальных и производственных условиях процессов химической технологии, обрабатывать и анализировать полученную информацию с целью разработки рекомендации для ведения процесса при изменении конструкции оборудования;

навыков выполнения проектных работ и технологических расчетов оборудования с привлечением вычислительной техники, стандартных и оригинальных программ.


1.3 взаимосвязь учебных дисциплин.

Изучение курса «Процессы и аппараты химической и пищевой технологии» базируется на знаниях полученных студентами в курсах «Физики», «Математики», «Теоретической механики», «Физической химии», «Инженерной графики», «Техническая термодинамика», «Основы инженерной химии». Знания о процессах и аппаратах химических производств применяются при изучении «Теории химико-технологических процессов высокомолекулярных соединений», «Теоретические основы переработки полимеров», выполнение аттестационной работы бакалавра.


Таблица 2.1


2. Содержание учебной дисциплины “Проектные исследования технологических процессов”


Номер

темы
Название темы, наименование

вопросов, изучаемых на лекции
Кол-во

часов
Лабор.

занят.
Практ.

занят.
Метод.

указа-

ния
Форма

отчета

1
2
3
4
5
6
7

1
Понятие о технологии и технологическом процессе. Назначение курса «ПАХП»

Его взаимосвязь с другими дисциплинами.

Классификация основных процессов химической технологии.
2












2
Понятие о субстанции. Общие принципы расчета процессов и аппаратов. Понятие о среде, основные свойства среды. Силы действующие в жидкости.

2












3
Основные механизмы переноса субстанции. Законы молекулярного переноса. Конвективный перенос. Силы действующие в жидкости. Геометрические и кинематические характеристики движения жидкости.
2












4
Закон Ньютона-Петрова. Неньютоновские жидкости. Уравнение неразрывности. Расходы жидкости, средняя скорость.

2












5
Уравнение Навье Стокса. Дифференциальные уравнения гидростатики.















6
Давление жидкости на плоскую наклонную стенку. Закон Архимеда. Равновесии во вращающемся сосуде ( вертикальная и горизонтальная оси вращения). Физическое и математическое моделирование.

2



1
3.4

(4,6)
ТК

7
Теория подобия. Условия однозначности. Три теоремы подобия.

2












8
Числа подобия гидродинамических процессов. Основные ,модифицированные и производные числа подобия. Режимы течения вязкой жидкости. Опыты Рейнольдса.

2












9

Распределение скоростей при ламинарном течении в круглой трубе. Уравнение Гагена-Пуазейля. Распределение скоростей при турбулентном течении в трубе. Уравнение Дарси-Вейсбаха.

2
3.5



3.5
Отчет

10
Зависимость коэффициента линейных потерь от режима течения и относительной шероховатости, график Никурадзе. Потери энергии в местных сопротивлениях. Принцип наложения потерь. Характеристика сети.
2
5
2
3.4

(4,6)

3.5 (1)
ТК

Отчет

11
Уравнение Бернулли. Геометрическое толкование уравнения Бернулли. Напор, физических смысл. Способы измерения напора. Трубки Прандтля и Пито. Дроссельные приборы (конструкции).
2
4



3.4(4,6)

3.5(1)
ТК

Отчет

12
Классификация машин для перемешивания жидкостей газов. Характеристики машин. Уравнение Эйлера для центробежной машины. Теоретическая характеристика центробежной машины. Рабочая точка центробежной машины при работе ее на сеть.
2






3.4(4,6)

3.5(1)
ТК

Отчет

13
Классификация процессов гидромеханического разделения. Осаждение. Общий закон сопротивления среды. Скорость осаждения под действием силы тяжести. Закон Стокса.

Факторы влияющие на скорость осаждения, способы интенсификации процесса.

2
8



3.5(2)
Отчет

14
Стесненное осаждение. Расчет отстойников. Конструкция отстойников. Осаждение в поле действия центробежных сил. Расчет отстойных центрифуг.

2






3.4(4,6)
ТК

15
Конструкции отстойных центрифуг. Факторы разделения. Конструкции циклонов. Движение жидкости (газа) через слой зернистого материала. Основное уравнение фильтрации. Скорость фильтрации

2
11



3.5(2)
Отчет

16

Фильтрование. Устройства и классификация фильтров. Уравнение фильтрования. Фильтрование в поле центробежных сил. Конструкции фильтрующих центрифуг.

2
9



3.4(4,6)

3.5(2)
ТК

17
Конструкции фильтров. Конструкции фильтрующих центрифуг. Псевдоожиженный слой, критические скорости его существования. Зависимость гидравлического сопротивления слоя от скорости движения среды. Гидротраспорт. Расчет трубопроводов для осуществления гидро(пневмотранспорта).
2
10
7
3.4

(4,8)

3.5(2)
ТК

Отчет

18
Перемешивание, назначение и основные характеристики. Физическая модель процесса. Перемешивание в аппарате периодического действия. Конструкции и области применения перемешивающих устройств. Определение мощности потребляемой на перемешивание жидкости
2
13
8
3.4(4,6)

3.5(2)
ТК

Отчет

19
Теплоперенос. Основные понятия. Классификация тепловых процессов. Теплоносители применяемых в химической промышленности и области их использования .Конструкции теплообменного оборудования.
2












20
Молекулярный перенос тепла. Закон Фурье. Конвективный перенос. Дифференциальное уравнение конвективного теплопереноса. Теплопроводность стенок аппарата (плоская однослойная, плоская многослойная, цилиндрическая).

2



10
3.4(4,6)
ТК

21

Конвективный теплообмен. Закон Ньютона-Рихмана. Тепловое излучение. Закон Стефана-Больцмана. Закон Киргофа. Взаимное излучение тел.
2



11
3.4(4,6)
ТК

22
Сложный теплообмен. Числа подобия тепловых процессов. Критериальные уравнения тепловых процессов. Основное уравнение теплопередачи. Среднее движущая сила процесса теплопередачи.
2



12
3.4(4,6)
ТК

23
Нагревание, охлаждение, кипение, конденсация (физическая сущность и тепловые балансы процессов).Расчет теплообменных аппаратов
2
15,21



3.5(3)
Отчет

24
Выпаривание. Основные понятия. Устройство выпарных аппаратов. Изменение температуры в выпарном аппарате. Общая и полезная разности температур. Однокорпусная установка. Материальный и тепловой балансы.
2



13
3.4(4,6)
ТК

25
Многокорпусное выпаривание. Схемы установок. Распределение полезной разности температур по корпусам. Расчет многокорпусной установки.
2












26
Массоперенос. Общие понятия. Классификация массообменных процессов. Молекулярный перенос. Закон Фика. Конвективный перенос.
2












27
Концентрация распределенного вещества (способы выражения). Дифференциальное уравнение конвективного массопереноса. Массообмен на границы раздела фаз. Уравнение Щукарева
2












28
Числа подобия массообменных процессов. Критериальные уравнения массообмена. Равновесие и рабочие концентрации. Движущая сила процесса.

2












29
Основное уравнение массопередачи. Средняя движущая сила процесса массопередачи. Число единиц массопереноса. Физический смысл единицы массопереноса.
2












30
Теоретическая и действительная тарелка. Коэффициент полезного действия тарелки. Абсорбция. Физико-механические закономерности. Линии равновесных концентраций
2












31
Материальный баланс абсорбера. Линия рабочих концентраций. Графическое изображение процесса. Расход абсорбента. Тепловой баланс процесса абсорбции.
2



14
3.4(4,6)
ТК

32
Перегонка и ректификация. Физико-химические закономерности. Линия равновесных концентраций. Схема ректификационной установки непрерывного действия.
2












33
Материальный баланс ректификационной установки. Линии рабочих концентраций для укрепляющих частей установки. Минимальное флегмовое число.
2



15
3.4(4,6)
ТК

34
Оптимальное флегмовое число. Тепловой баланс ректификационной установки. Устройство массообменных аппаратов для систем газ (пар) – жидкость. Режимы работы массообменных аппаратов (тарельчатых и насадочных).
2
17



3.5(3)
Отчет

35
Гидравлическое сопротивление массообменных аппаратов. Расчет массообменных аппаратов для систем газ(пар)-жидкость.
2












36
Экстракция в системе жидкость-жидкость. Основные понятия. Треугольная диаграмма. Равновесия при экстрагировании. Одноступенчатое и экстрагирование.
2



16
3.4(4,6)
ТК

37
Многоступенчатое экстрагирование. Варианты технологического оформления. Расчет много ступенчатого экстрагирования . Устройство экстракционных аппаратов.
2












38
Сушка. Основные понятия. Формы связи влаги с материалом. Влагосодержание высушиваемого материала.
2












39
Параметры влажного воздуха. У-х диаграмма влажного воздуха. Равновесие при сушке.
2












40
Кинетика процесса сушки. Способы выражения движущей силы процесса. Расчет продолжительности процесса сушки. Конструкции сушилок
2
18



3.5(3)
Отчет

41

Материальный и тепловой балансы сушилки. Изображение процесса сушки в У-х диаграмме.
2



17
3.4(4,6)
ТК

42
Адсорбция. Основные понятия. Физико-химические особенности процесса. Равновесие при адсорбции. Кинетические закономерности процесса.
2












43
Материальный баланс адсорбера. Расход адсорбента. Устройство адсорберов. Расчет адсорбционных аппаратов.
2



18
3.4(4,6)
ТК

44
Мембранные процессы. Основные понятия. Физико-химические закономерности. Кинетика мембранных процессов.
2












45
Материальный баланс мембранного аппарата. Устройство мембранных аппаратов.
2












46
Кристаллизация веществ из растворов. Физические основы процесса и кинетические закономерности. Аппаратурное оформление кристаллизаторов.

2












47
Растворение твердых материалов. Физические основы процесса и кинетические закономерности. Аппаратурное оформление и расчет.
2












48
Процессы измельчения и классификации твердых веществ. Расчет процесса измельчения и помола. Расчет процесса классификации.

2












49
Приготовление пастообразных материалов из твердых веществ. Расчет процесса смешивания. Таблетирование твердых материалов. Расчет процесса таблетирования.

2














Таблица 3.1


№ лаборат.

Работы
Наименование лабораторной работы
Объем

час

2
Измерение вязкости жидкости.
4

3
Определение поля скоростей в трубопроводе.
4

4
Измерение расхода жидкостей и газов в технологических трубопроводов.
4

8
Исследование процесса свободного осаждения под действием силы тяжести.
4

9
Исследование процесса фильтрования на элементы вакуумного фильтра.
4

10
Исследование гидравлики псевдоожиженного слоя.
4

11
Исследование гидродинамики насадочных аппаратов
4

12
Определение оптимального режима насадочных аппаратов
4

13
Определение затрат мощностей на перемешивание жидкости в аппарате с мешалкой.
4

15
Определение коэффициента теплоотдачи в кожухотрубчатом теплообменнике.
4

17
Исследование процесса массопередачи при ректификации.
4

18
Изучения кинетики процесса конвективной сушки
4

19
Испытание однокорпусной выпарной установки.
4

21
Изучения процесса теплопередачи в аппарате с мешалкой .
4

22
Изучение кинетики процесса ультрафильтрации.
4




Исследование равновесия пар-жидкость в бинарной системе.
4




Исследование кинетики процесса растворения твердых материалов
4



Таблица 3.2

Практические занятия





Номер занятия
Тема практического занятия



Объем часов

1-3
Основы прикладной гидравлики
1-1, 1-2, 1-6, 1-7,

1-8, 1-10, 1-13, 1-17,

1-15, 1-20, 1-31, 1-41

2

2

2

4-5
Машины для перемещения жидкости и газов
2-1, 2-2, 2-3,

2-4, 2-6, 2-12
2

2

6
Осаждение

3-1, 3-2, 3-3, 3-9, 3-35
2

7
Фильтрование

3-15, 3-16, 3-22

2

8
Псевдоожижение
3-26, 3-27, 3-30
2

9
Перемешивание

3-39, 3-41, 3-42, 3-45
2

10-12
Основные положения теплопередач
4-8, 4-9, 4-12, 4-14,

4-15, 4-17, 4-18, 4-20,

4-25, 4-28, 4-36, 4-50
2

2

2

13
Выпаривание
5-2, 5-4, 5-10, 5-21
2

14
Абсорбция
6-12, 6-20
2

15
Ректификация

7-5, 7-9, 7-15, 7-22
2

16
Экстракция

8-1, 8-3, 8-8
2

17
Сушка
10-2, 10-3, 10-9, 10-31
2

18
Адсорбция
9-1, 9-2, 9-3
2



Таблица 3.3



Организуемая самостоятельная работа студентов



Форма ОргСРС
Номер семестра
Срок выполнения
Время, затрачиваемое на выполнение ОргСРС

Семестровая работа

1

2

3

курсовой проект
6


7


10.03-20-0.3

10.04-20.04

10.05-20.05

01.09-30.12


54



3.4 Основная и дополнительная литература.

  1. Касаткин А.Г. основные процессы и аппараты химической технологии.-М.:Химия, 1978,-783 с.
  2. Плановский А.Н., Николаев П.Н. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии.-М,:Гостоптехиздат, 1980.-551 с.
  3. 3. Перри Дж. Справочник ине жинера химика. Т.1,2.:Пер. англ.-Л.:Химия, Ленингр. Отд.,1969.-640 с.
  4. 4.Павлов К.Р., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии .-М.:Химия, 1982.-551 с.

5.Основные процессы и аппараты химической технологии :пособие по проектированию / под ред. Ю.И.Дытнерского.-М.:Химия, 1982.-551 с.

6.Романков П.Г., Курочкина М.И., Фролов О., Флисюк Расчеты в процессах и аппаратах химической технологии. Примеры и задачи.-Л.:Химия,1993.-350 с.


3.5 Перечень методических указаний.


1.Тябин Н.В., Трусов В.А., Балашов В.В.,Кондакова Л.А.,Шибитов Н.С. Лабораторный практикум по курсу «Процессы и аппараты химической технологии»: Учебное пособие.-Волгорад: изд. ВолгПИ,1986.-96 с.

2.Тябин Н.В.,Кондакова Л.А.,Трусов В.А.,Балашов В.А.,Шибитов Н.С.Тишин О.А. Процессы и аппараты химической технологии.Лабораторный практикум: Учебное пособие.-Волгоград: Изд. Волгоградская правда, 1987.-80 с.

3.Процессы и аппараты химической технологии: Увебное пособие. /Тябин Н.В., Трусов В.А., Балашов В.А., Кондакова Л.А., Тишин О.А., Шибитов Н.С.,-Волгоград: Волгоградский политехнический институт, 1993.-61 с.

3.6 Перечень других учебно-методических материалов.


1.Комплект плакатов для пояснения принципа действия машин и аппаратов химической промышленности.

2.разделение гетерогенных систем.(учебный кинофильм).

3.Абсорбция (учебный кинофильм)

4.Химические проиводства (учебный кинофильм)


Волгоградский государственный технический университет

Кафедра «Технологические машины и оборудование»


Согласовано Утверждаю

Зам. директора по учебной работе Зав. кафедрой ВТМ


____________Шевчук В.П. ___________Тишин О.А.


МЕТОДИКА

Рейтингового контроля знаний студентов по


дисциплине «Процессы и аппараты химической и пищевой технологии»


Специальность: «Химическая технология и биотехнология» 550800

Курс 3, 4


Семестр 6, 7

Разработал: доцент Кореньков М.А.


Волжский 2001




  1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
    1. Данная методика составлена на основании действующего в институте рейтинговой системе оценки знаний студентов.
    2. Рейтинговым контролем охватываются виды учебной работы студентов по дисциплине (таблица 1.1)
Таблица 1.1


Рейтинговый контроль изучения дисциплин

Виды занятий
Распределение баллов по семестрам

6 семестр
7 семестр

минимум
максимум
минимум
Максимум

Теоретические занятия
6
8
6
8

Практические занятия
8
12
8
12

Лабораторные работы
12
20
12
20

Семестровые работы

1

2

3


4

5

5


6

7

7




Курсовой проект




14
20

Экзамен
21
40
21
40

Итого
61
100
61
100