машины и аппараты химической технологии

УТВЕРЖДАЮ
Проректор-директор ИПР
___________А. К. Мазуров
«___»_____________2011г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
МАШИНЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ,
НЕФТЕХИМИИ И БИОТЕХНОЛОГИИ
НАПРАВЛЕНИЕ ООП _____241000 Энерго- и ресурсосберегающие процессы в
химической технологии, нефтехимии и биотехнологии
ПРОФИЛИ ПОДГОТОВКИ:
Процессы и аппараты химической технологии
Машины и аппараты нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств
КВАЛИФИКАЦИЯ ___________ магистр__________________
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА ____2011____ г.
КУРС__1_____ СЕМЕСТР ____1___
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ __4
ПРЕРЕКВИЗИТЫ Б2 Б1, Б2 Б3, Б2 В 3.1, Б2 В3.2, Б2 В3.4, Б3 Б1, Б3 В1, Б3 Б4_
КОРЕКВИЗИТЫ _______ Б 3 В 3.2
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
Лекции______________________18_ час.
Практические занятия_________ – час.
Лабораторные занятия_________36 час.
Курсовой проект
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ _____54_ час.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ____72_ час.
ИТОГО _____126 часов.
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ _______ очная_______
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ _____ зачет (1)___
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ____ кафедра ОХТ________
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ _______________ В. В. Коробочкин
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП
_______________ В.М. Беляев
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
________________ О. К. Семакина
2011 г.
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Код
цели
Ц1
Ц2
Ц3
Ц5
Цели дисциплины и их соответствие целям ООП
Цели освоения дисциплины
Цели ООП
«Машины и аппараты химической
технологии, нефтехимии и
биотехнологии»
Знать
основные
конструкции
Подготовка выпускников к
теплообменного и массообменного производственно-технологической
(колонны, абсорберы, экстракторы и деятельности в области химических
пр.) оборудования, используемого в технологий, конкурентоспособных на
химической и нефтехимической мировом
рынке
химических
промышленности и основы их технологий.
расчета и правильно выбрать аппарат
для технологического процесса
Проводить на ЭВМ все необходимые
Подготовка
выпускников
к
конструктивные и механические проектно-конструкторской
расчеты элементов разрабатываемого деятельности в области химических
оборудования с учетом требований технологий, конкурентоспособных на
нормативно-технической
мировом
рынке
химических
документации
технологий.
Знание методик анализа объекта
Подготовка
выпускников
к
производства с технологической научным исследованиям для решения
точки
зрения,
основных задач, связанных с разработкой
технологических процессов ремонта, инновационных методов создания
сборки, модернизации оборудования. химико-технологических процессов,
материалов
и
оборудования,
обеспечивающих
энергоресурсосбережение и экологическую
безопасность технологии.
Формирование
навыков
Подготовка выпускников к
самостоятельного
проведения самообучению
и
непрерывному
теоретических и экспериментальных профессиональному
исследований по проектированию самосовершенствованию
химической
аппаратуры
с
использованием
современных
компьютерных технологий
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
Согласно ФГОС и ООП «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической
технологии, нефтехимии и биотехнологии» дисциплина «Машины и аппараты
химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» является вариативной
дисциплиной и относится к общенаучному циклу (модулю).
Код дисциплины
Наименование дисциплины
Креди
Форма
ООП
ты
контроля
Модуль М 1 (Общенаучный цикл)
Вариативная часть
М1.В1.2
Машины и аппараты химической
4
Зачет
технологии, нефтехимии и
биотехнологии
2
До освоения дисциплины «Машины и аппараты химической технологии, нефтехимии и
биотехнологии» должны быть изучены следующие дисциплины (пререквизиты):
Код дисциплины
ООП
Наименование дисциплины
Кредиты
пререквизиты
Модуль Б 2 (Математический и естественнонаучный цикл)
Б2Б1
Математика
12
Б2Б3
Информатика
4
Вариативная часть
Б2 В 3.1
Основы автоматизированного
6
проектирования
Модуль Б 3 (Профессиональный цикл)
Базовая часть
Б3Б1
Инженерная графика
3
Б3Б4
Процессы и аппараты химической
14
технологии
Вариативная часть
Б3В1
Материаловедение
3
Б 3 В 3. 1
Прикладная механика
9
Б 3 В 3.2
Конструирование и расчет элементов
оборудования отрасли
7
Форма
контроля
экзамен
Зачет
Экзамен
Экзамен
Экзамен,
дифзачет
Зачет
Экзамен,
дифзачет
Экзамен
При изучении указанных дисциплин (пререквизитов) формируются «входные»
знания, умения, опыт и компетенции, необходимые для успешного освоения дисциплины
«Машины и аппараты химической технологии, нефтехимии и биотехнологии».
Кроме того, для успешного освоения дисциплины «Машины и аппараты химической
технологии, нефтехимии и биотехнологии» параллельно должны изучаться дисциплины
(кореквизиты):
Код дисциплины
ООП
М1.В1.1
Наименование дисциплины
кореквизиты
Модуль М 1 (Общенаучный цикл)
Вариативная часть
Основные процессы и аппараты
химических производств
Кредиты
Форма
контроля
4
Экзамен
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Результаты освоения дисциплины получены путем декомпозиции результатов
обучения (Р1, Р3), сформулированных в основной образовательной программе 241000
«Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и
биотехнологии», для достижения которых необходимо, в том числе, изучение дисциплины
«Машины и аппараты химической технологии, нефтехимии и биотехнологии».
3
Планируемые результаты обучения согласно ООП
Код
результата
Р1
Р2
Р4
Р6
Р8
Результат обучения (выпускник должен быть готов)
Профессиональные компетенции
Применять естественнонаучные знания в профессиональной
деятельности
Применять знания в области энерго- и ресурсосберегающих
процессов и оборудования химической технологии, нефтехимии и
биотехнологии для решения производственных задач
Проектировать
и
использовать
новое
энергои
ресурсосберегающее
оборудование
химической
технологии,
нефтехимии и биотехнологии
Осваивать и эксплуатировать современное высокотехнологичное
оборудование, обеспечивать его высокую эффективность и
надежность, соблюдать правила охраны здоровья и безопасности
труда на производстве, выполнять требования по защите
окружающей среды.
Использовать современные компьютерные методы вычисления,
основанные на применении современных эффективных программных
продуктов при расчете свойств материалов, процессов, аппаратов и
систем, характерных для профессиональной области деятельности;
находить необходимую литературу, использовать компьютерные базы
данных и другие источники информации
Планируемые результаты освоения дисциплины
«Машины и аппараты химической технологии, нефтехимии и биотехнологии»
№ п/п
Результат
1.
Знать основные конструкции теплообменных и массообменных
аппаратов
Проводить на ЭВМ все необходимые конструктивные и
механические расчеты элементов разрабатываемого оборудования с
учетом требований нормативно-технической документации
Формулировать
технические
задачи
с
учетом
наличия
соответствующего оборудования, методик, инструментов и
материалов.
2.
3.
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:


цели и задачи проектирования машин и аппаратов химических производств,
нефтехимии и биотехнологии;
основы материальных и тепловых расчетов машин и аппаратов химической
технологии, нефтехимии и биотехнологии;
4


основы структурного программирования задач расчетного характера при
проектировании и конструировании промышленного оборудования;
основные конструкции теплообменного и массообменного (колонны, абсорберы,
экстракторы и пр.) оборудования, используемого в химической технологии,
нефтехимии и биотехнологии, и основы их расчета;
Уметь:



использовать возможности персональных компьютеров при конструкторских и
проектных разработках;
использовать ранее полученные знания по механическому расчету элементов
машин и аппаратов химических производств для расчета конкретных аппаратов,
рассматриваемых в данном курсе;
использовать для программирования один из языков высокого уровня
(преимущественно MathCAD).
Владеть:



чтением и выполнением рабочих и сборочных чертежей, конструкторской
документации применительно к машинам и аппаратам общего и специального
назначения;
выполнением инженерных расчетов; конструированием деталей и расчетом
основных узлов машин и аппаратов химической технологии, нефтехимии и
биотехнологии;
оформлением графической и текстовой конструкторской документацией в
соответствии с требованиями стандартов ЕСКД.
В процессе
компетенции:
освоения
дисциплины
у
студентов
развиваются
следующие
Профессиональные:

способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в
профессиональной деятельности, применять методику анализа оборудования с
технологической точки зрения, производить расчеты и конструирование элементов
машин и аппаратов отрасли, оформлять проектно-конструкторскую документацию.
производственно-технологическая деятельность:


проектировать и использовать новое энерго-и ресурсосберегающее оборудование
химической технологии, нефтехимии и биотехнологии
организовать руководство работами по модернизации технологического
оборудования (теплообменных аппаратов, колонн)
5
4.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1
Аннотированное содержание разделов дисциплины
Задачи курса (2 часа)
Основное содержание курса и его связь с другими дисциплинами. Классификация машин
и аппаратов химических производств. Назначение и характеристика химических
аппаратов. Технические требования к химическому оборудованию. Испытания аппаратов.
Теплообменная аппаратура (8 часов)
Классификация теплообменников. Факторы, влияющие на выбор конструкции
теплообменников.
Кожухотрубчатые
теплообменники,
типы
кожухотрубчатых
теплообменников.
Конструктивные особенности теплообменников типов Н, К, П, У. Элементы
кожухотрубчатых теплообменников.
Нормы и методы расчета элементов кожухотрубчатых теплообменников на прочность.
Пластинчатые теплообменники. Элементы пластинчатых теплообменников.
Спиральные теплообменники. Элементы спиральных теплообменников.
Аппараты воздушного охлаждения, «труба в трубе», погружные и блочные.
Теплообменники из неметаллических конструкционных материалов: графитовые,
стеклянные, пластмассовые.
Методы интенсификации теплообмена.
Массообменная аппаратура (6 часов)
Колонные массообменные аппараты
Основные параметры контактных устройств. Классификация контактных устройств.
Тарельчатые массообменные аппараты: ситчатые, колпачковые (капсульные, туннельные,
S-образные), клапанные, решетчатые, чешуйчатые, провального типа, рециркуляционные,
с вращающимися тарелками, инжекционного действия, с вихревым потоком.
Насадочные колонны. Типы насадок. Распределительные устройства в насадочных
колоннах. Сепараторы для газожидкостных потоков.
Механический расчет тарелок. Расчет колонных аппаратов на прочность и устойчивость.
Экстракционные аппараты
Физические основы и сущность процессов экстракции. Экстракция из смеси жидких
веществ. Смесительно-отстойные экстракторы. Колонные экстракторы (распылительные,
насадочные, с ситчатыми тарелками). Экстракторы с механическим перемешиванием
сред.
Перемешивание в жидких средах (2 часа)
Пневматическое, гидравлическое и механическое перемешивание. Типы механических
мешалок. Определение рабочей мощности лопастной мешалки. Расчет усилий,
действующих на лопасти двухлопастной мешалки. Привод мешалок. Основные
конструкции концевого подшипника. Уплотнения валов мешалок. Торцовое уплотнение.
Конструктивный расчет уплотнений.
6
ТЕМЫ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Оптимизация работы теплообменников и ректификационных колонн на их
математических моделях (6 часов).
2. Определение расхода энергии на перемешивание жидкостей механическими
мешалками (4 часа).
3. Исследование влияния конструктивных и режимных факторов на гидравлические
сопротивления контактных устройств (8 часов).
4. Определение температурных напряжений в трубах и корпусе (2 часа).
5. Определение деформации элементов теплообменника под действием давления (2 часа).
6. Составление программы технологического расчета и подбора стандартного
кожухотрубчатого теплообменника (10 часов).
7. Расчет вертикального колонного аппарата на действие ветровой нагрузки (2 часа)
8. Расчет опорной обечайки колонного аппарата (2 часа).
4.2
Структура дисциплины
Структура дисциплины «Машины и аппараты химической технологии, нефтехимии
и биотехнологии» по разделам и видам учебной деятельности с указанием временного
ресурса в часах представлена в табл.1.
Таблица 1
Структура дисциплины
по разделам и формам организации обучения
Название раздела
1 семестр
1. Задачи курса
2. Теплообменная
аппаратура
3. Массообменная
аппаратура
Колонные массообменные
аппараты
Экстракционные аппараты
6. Перемешивание в
жидких средах
Итого
Аудиторная работа (час)
Лекции
Практ.
Лабор.
занятия
занятия
СРС
(час)
Итого
(час)
2
8
12
30
2
50
6
20
30
56
2
4
12
18
18
36
72
126
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Для достижения планируемых результатов обучения, в дисциплине «Машины и
аппараты химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» используются
различные образовательные технологии:
1. Информационно-развивающие технологии, направленные на формирование
системы знаний, запоминание и свободное оперирование ими.
7
Используется лекционно-семинарский метод, самостоятельное изучение
литературы, применение новых информационных технологий для самостоятельного
пополнения знаний, включая использование технических и электронных средств
информации.
2. Личностно-ориентированные технологии обучения, обеспечивающие в ходе
учебного процесса учет различных способностей обучаемых, создание необходимых
условий для развития их индивидуальных способностей, развитие активности личности в
учебном процессе. Личностно-ориентированные технологии обучения реализуются в
результате индивидуального общения преподавателя и студента при защите лабораторных
работ, при выполнении домашних индивидуальных заданий, подготовке индивидуальных
отчетов по лабораторным работам, решении задач повышенной сложности, на
консультациях.
Для целенаправленного и эффективного формирования запланированных
компетенций у обучающихся, выбраны следующие сочетания форм организации учебного
процесса и методов активизации образовательной деятельности, представленные в табл. 2.
Таблица 2
Методы и формы организации обучения (ФОО)
Методы
ФОО
Лекции
IT-методы
Работа в команде
Case-study
Методы проблемного обучения
Обучение на основе опыта
Опережающая самостоятельная
работа
Проектный метод
Поисковый метод
Исследовательский метод
6.
Лаб. Раб.
Практ.
занятия
Сем.,
колл.
СРС
+
+
+
+
+
+
+
+
+
ОРГАНИЗАЦИЯ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
6.1а Текущая самостоятельная работа (СРС)
Текущая самостоятельная работа по дисциплине «Машины и аппараты химической
технологии, нефтехимии и биотехнологии», направленная на углубление и закрепление
знаний студента, на развитие практических умений, включает в себя следующие виды
работ:
 работа с лекционным материалом;
 изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку;
 выполнение домашних индивидуальных заданий,
 подготовка к лабораторным работам и защитам лабораторных работ;
 подготовка к самостоятельным и контрольным работам
6.1б. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа (ТСР)
8
Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа по дисциплине
«Машины и аппараты химической технологии, нефтехимии и биотехнологии»,
направленная
на
развитие
интеллектуальных
умений,
общекультурных
и
профессиональных компетенций, развитие творческого мышления у студентов, включает
в себя следующие виды работ по основным проблемам курса:



поиск, анализ, структурирование информации;
выполнение расчетных работ, обработка и анализ данных;
анализ научных публикаций по определенной преподавателем теме.
6.2. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине
№ п/п
Тема
1
Перспективная
теплообменная
техника:
пластинчато-спиральные
теплообменники, теплообменники типа «Бабекс», фторопластовые
теплообменники
Ситчатые тарелки с S-образными перегородками, с просечно-вытяжными
отверстиями. Комбинированные клапанные тарелки. Тарелки с двумя
зонами контакта.
Массообменные аппараты с соударением газожидкостных потоков, с
прямоточными контактными устройствами, с фонтанирующей насадкой,
с винтовым факелом орошения, с мембранами в виде полых волокон.
Барботажные и насадочные абсорберы.
Сборка
пластинчатых,
витых,
змеевиковых
и
ребристых
теплообменников. Адсорберы с движущимся слоем зернистого
адсорбента. Адсорберы с псевдоожиженным слоем. Адсорберы с
неподвижным зернистым слоем.
Центробежные экстракторы: трехступенчатый экстрактор «Лувеста»,
экстрактор Подбильяка, безнапорный экстрактор.
Процессы переноса импульса, энергии, массы и компонента в
химической технологии. Физическое и математическое моделирование
химико-технологических процессов
2
3
4
5
6
7
8
9
Теплообменные аппараты с электрическим обогревом. Расчет размеров
электронагревателей сопротивления. Расчет поверхности теплообмена в
электронагревателях сопротивления. Трубчатые электронагреватели
(ТЭНы).
Тепловая изоляция. Изоляционные материалы. Упрощенный расчет
тепловой изоляции аппаратов и трубопроводов. Критический диаметр
изоляции.
Реакционные
аппараты.
Особенности
конструкции
реакторов.
Классификация химических реакторов. Основные конструктивные
элементы химических реакторов и их конструктивный и прочностной
расчет
6.3. Контроль самостоятельной работы
9
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм:
самоконтроль и контроль со стороны преподавателя.
Самоконтроль зависит от определенных качеств личности, ответственности за
результаты своего обучения, заинтересованности в положительной оценке своего труда,
материальных и моральных стимулов, от того насколько обучаемый мотивирован в
достижении наилучших результатов. Задача преподавателя состоит в том, чтобы создать
условия для выполнения самостоятельной работы (учебно-методическое обеспечение),
правильно использовать различные стимулы для реализации этой работы (рейтинговая
система), повышать ее значимость, и грамотно осуществлять контроль самостоятельной
деятельности студента (фонд оценочных средств).
Контроль за текущей СРС осуществляется на лабораторных занятиях во время
защиты лабораторной работы.
Контроль за проработкой лекционного материала и самостоятельного изучения
отдельных тем осуществляется во время рубежного контроля (контрольные работы) и
также во время защиты лабораторных работ.
При организации учебного процесса по дисциплине предусмотрено проведение
конференц-недель (две недели в семестре в соответствии с линейным графиком учебного
процесса), что позволяет повысить результативность и качество самостоятельной
деятельности студентов. Основная задача студентов в период конференц- недель
продемонстрировать достигнутые результаты обучения и доказать самостоятельность их
достижения.
7. СРЕДСТВА (ФОС) ТЕКУЩЕЙ И ИТОГОВОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Средства (фонд оценочных средств) оценки текущей успеваемости и
промежуточной аттестации студентов по итогам освоения дисциплины «Машины и
аппараты химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» представляют собой
комплект контролирующих материалов следующих видов:
 Входной контроль. Представляет собой перечень из 10–20 основных вопросов,
ответы на которые студент должен знать в результате изучения предыдущих дисциплин.
Поставленные вопросы требуют точных и коротких ответов. Входной контроль
проводится в письменном виде на первой лекции в течение 15 минут. Проверяются
входные знания к текущему семестру.
 Итог изучения курса – зачет в 1 семестре проводится в зачетную неделю перед
экзаменационной сессией. Зачет проводятся в письменном виде по тестам. К зачету
допускаются студенты, успешно сдавшие контрольные задания.
Примеры контролирующих материалов.
ТЕСТЫ
по дисциплине
" Машины и аппараты химической технологии, нефтехимии и биотехнологии»
1. Способы расположения труб в трубной решетке для кислородной аппаратуры:
а) по правильному шестиугольнику
б) по квадрату
в) по прямоугольному треугольнику
г) по окружности
д) по звездочке
е) комбинированный
2. Корпус колонны может быть выполнен:
10
а) цельным
б) сварным
в) из царг
г) из бочек
3. Сколько ходов в межтрубном пространстве может быть у кожухотрубчатого
теплообменника типа ТУ с продольной перегородкой?
а) один
б) два
в) четыре
г) несколько
4. Сколько ходов в трубном пространстве может быть у теплообменника типа ТУ?
а) один
б) два
в) четыре
5. Какие типы крышек устанавливают в кожухотрубчатых теплообменниках?
а) элептические
б) сферические
в) плоские
г) дуговые
д) коробчатые
е) конические
ж) овальные
з) квадратные
6. Что такое штуцер?
а) патрубок с фланцем
в) патрубок с ответным фланцем
б) патрубок без фланца
г) патрубок с заглушкой
7. Улита предназначена для:
а) ввода пара
б) для вывода пара
в) отбора пробы
г) защиты от эрозионного износа
8. Улита устанавливается:
а) в колоннах
б) в кожухотрубчатых теплообменниках
в) на трубопроводах
г) в реакторах
9. В каких аппаратах устанавливается перераспределительная тарелка?
а) в экстракторах
б) в насадочных колоннах
б) в колпачковых колоннах
в) в колоннах инжекторного типа
10. Назначение перераспределительной тарелки в колоннах:
а) собирать поток жидкости от стенок аппарата
б) перераспределять жидкость на другую тарелку
в) перераспределять жидкость по тарелке
Разработанные контролирующие материалы позволяют оценить степень усвоения
теоретических и практических знаний, приобретенные умения и владение опытом на
репродуктивном уровне, когнитивные умения на продуктивном уровне, и способствуют
формированию профессиональных и общекультурных компетенций студентов.
8. РЕЙТИНГ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В соответствии с рейтинговой системой, текущий контроль производится
ежемесячно в течение семестра путем балльной оценки качества усвоения теоретического
материала (ответы на вопросы) и результатов практической деятельности (решение задач,
выполнение заданий, решение проблем).
Промежуточная аттестация (зачет) проводится в конце семестра также путем
балльной оценки. Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов текущей оценки
в течение семестра и баллов промежуточной аттестации в конце семестра по результатам
зачета. Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам.
11
Для сдачи каждого задания устанавливается определенное время сдачи (в течение
недели, месяца и т.п.). Задания, сданные позже этого срока, оцениваются ниже, чем это
установлено в рейтинг-плане дисциплины.
12
Рейтинг-план освоения дисциплины «Машины и аппараты химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» в течение первого
семестра
Дисциплина
«Машины и аппараты химической
Число недель
18
технологии, нефтехимии и
биотехнологии»
Институт
Институт природных ресурсов
Количество кредитов
4
Кафедра
Общей химической технологии
Лекции, час
18
Семестр
первый
Группы
№
Лабораторные занятия, час
36
Всего аудиторных занятий, час
54
Самостоятельная работа, час
72
ВСЕГО, час
126
Преподаватель
Семакина Ольга Константиновна,
доцент
Теоретический материал
№
недели
Название
раздела
№ и тема лекций
Практическая деятельность
Балл
ы
Лабораторные занятия
Баллы
Индивидуальные
задания (рубежные
контрольные работы,
рефераты и т.п.)
Баллы
Проблемноорие
нтированные
задания (НИРС
в рамках
дисциплины и
др.)
Итого
1
2,3
Теплообмен 1.
Классификация
теплообменников.
ная
Факторы, влияющие на выбор конструкции
аппаратура теплообменников.
Кожухотрубчатые теплообменники,
типы кожухотрубчатых теплообменников.
Конструктивные
особенности
теплообменников типов Н, К, П, У.
2.
Элементы
теплообменников.
3
4. Нормы и методы расчета элементов
3
кожухотрубчатых теплообменников на
прочность.
5.
Пластинчатые
теплообменники.
Элементы пластинчатых теплообменников.
6,7,8
6. Спиральные теплообменники. Элементы
спиральных теплообменников. Аппараты
воздушного охлаждения, «труба в трубе»,
погружные и блочные.
7. Теплообменники из неметаллических
конструкционных материалов: графитовые,
стеклянные, пластмассовые.
Методы интенсификации теплообмена
Итого
3
кожухотрубчатых
3.
4,5
3
1. Оптимизация работы
теплообменников на их
математических моделях
4
2. Определение температурных
напряжений в трубах и корпусе
4
3. Определение деформации
элементов теплообменника под
действием давления
4
4.Составление программы
технологического расчета и
подбора стандартного
кожухотрубчатого
теплообменника
10
3
3
3
21
24
14
45
2 этап
9
Массообмен 8. Колонные массообменные аппараты
ная
Основные параметры контактных
аппаратура устройств. Классификация контактных
устройств.
3
11
9. Насадочные колонны. Типы насадок.
Распределительные
устройства
в
насадочных колоннах. Сепараторы для
газожидкостных потоков.
3
Конференц-неделя 1
13
15
10. Механический расчет тарелок. Расчет
колонных аппаратов на прочность и
устойчивость.
3
11. Экстракционные аппараты
Физические основы и сущность процессов
экстракции. Экстракция из смеси жидких
веществ.
3
Итого
3 этап
7.Оптимизация работы
ректификационных колонн на их
математических моделях
8. Исследование влияния
конструктивных и режимных
факторов на гидравлические
сопротивления контактных
устройств
9. Конструктивный расчет
колонных аппаратов
12. Пневматическое, гидравлическое и
механическое перемешивание. Типы
механических мешалок. Основные
конструкции концевого подшипника.
Уплотнения валов мешалок. Торцовое
уплотнение.
3
5
4
10. Расчет вертикального
колонного аппарата на действие
ветровой нагрузки
4
11. Расчет опорной обечайки
колонного аппарата
5
12
Перемешив
ание в
жидких
средах
4
22
12. Определение расхода
энергии на перемешивание
жидкостей механическими
мешалками
34
3
Конференц-неделя 2
Итого
3
3
15
6
17
36
49
16
Зачет
15
100
9.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
1. Основная и дополнительная литература
Основная:
1. Семакина О.К. Машины и аппараты химических производств/Учебное пособие. –
Томск: Изд-во ТПУ, 2003. – Ч. 1. – 118 с.
2. Миронов В.М. Машины и аппараты химических производств/Учебное пособие. –
Томск: Изд-во ТПУ, 2003. – Ч. 2. – 115 с.
3. Поникаров И.И. и др. Машины и аппараты химических производств и
нефтегазопереработки. – М.: Альфа-М, 2006. – 606 с.
4. Поникаров И.И. Расчеты машин и аппаратов химических производств и
нефтепераработки. – М: Альфа-М, 2008. – 720 с.
5. Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов. – Л.: Альянс, 2008.
– 384 с.
6. Машины и аппараты химических производств./ Под ред. И. И. Чернобыльского. – М.:
Машиностроение, 1975. – 454 с.
7. ЛащинскийА.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической
аппаратуры. – М.: Альянс, 2008. – 752 с.
1.
2.
3.
4.
Дополнительная:
Машины и аппараты химических производств. Примеры и задачи / Под ред. В. Н.
Соколова. – Л.: Машиностроение, 1982. –384 с.
Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие
по проектированию. – М.: Альянс, 2007. – 495 с.
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии. – М.: Альянс, 2007. – 576с.
Вихман Г.Л., Круглов С.А. Основы конструирования аппаратов и машин
нефтеперерабатывающих заводов. – М.: Машиностроение, 1973. – 328 с.
2. Используемое программное обеспечение MathCAD, AutoCAD, Microsoft Office
Компьютерные программы, используемые студентами для изучения дисциплины и
для выполнения курсового проекта:
8.1. Расчет элементов кожухотрубчатых теплообменников на механическую надежность.
8.2. Расчет на прочность обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок.
8.3. Расчет на прочность элементов аппарата высокого давления.
8.4. Расчет фланцевых соединений аппаратов.
8.5. Расчет однозонных теплообменников кожухотрубчатых, пластинчатых и спиральных
8.6. Расчет насадочных, колпачковых и ситчатых ректификационных колонн.
8.8. Поверочный механический расчет теплообменных кожухотрубчатых аппаратов.
8.9. Поверочный механический расчет колонных аппаратов на ветровую и сейсмическую
нагрузки.
21
8.10. Расчет толщины стенки аппарата с рубашками.
8.11. Расчет толщины штуцеров и крышки аппаратов.
8.13. Оптимизация работы теплообменников и ректификационных колонн на их
математических моделях.
Программное обеспечение и Internet-ресурсы
1. Семакина О.К. http://www.cdt.ido.tpu.edu.ru/center/descript.php.d=maxp сервер ИДО ТПУ
2. Семакина О.К. http://kurs.ido.tpu.ru/ сервер ИДО ТПУ
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
№
п/п
Наименование (компьютерные классы,
учебные лаборатории, оборудование)
Аудитория,
количество
установок
Корпус 2, ауд. 127
1
Компьютерный класс (ПК–10 шт.)
2
Матричный принтер HYUNDAI HDP 920 -2шт.,
принтер струйный Lexmark 1100, принтер лазерный HP
LaserJet5L, принтер лазерный HP LaserJet1300, сканер
HP 3530с, сканер Genius Color Page-HR.
Корпус 2, ауд. 127
3
Реактор с мешалкой, насадочная колонна.
Корпус 2, ауд. 014,
002, 003
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с
требованиями ФГОС по направлению и профилю подготовки________241000 Энерго- и
ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии
Программа одобрена на заседании каф. ОХТ
(протокол № ____ от «____»_________2011 г.)
Автор Семакина О.К._________________
Рецензент ____________________________
18