Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  ТБ 

 

 

 

«   06   »       06       2017 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Оборудование производств неорганических веществ     

 




Направление подготовки

18.03.01 Химическая технология

Профиль подготовки

"Химическая технология неорганических веществ"

Квалификация (степень)выпускника

Бакалавр









          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

8

180 / 5  

24  

30  

16  

4,4  

2,35  

76,75  

67,6  

Экз.(35,65)  

Итого

180 / 5  

24  

30  

16  

4,4  

2,35  

76,75  

67,6  

35,65  

 

Муром, 2017 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: изучение современного технологического оборудования, применяемого для производства неорганических веществ.

Задачи изучения дисциплины: формирование компетенций и приобретение знаний о современных технологических процессах характерных для производств неорганических веществ.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.В.ДВ.10.01))

Дисциплина «Оборудование производств неорганических веществ» базируется на следующих дисциплинах: общая и неорганическая химия, общая химическая технология, аналитическая химия, технология неорганических веществ и др. Знания, полученные в рамках изучения данной дисциплины, будут использованы при написании бакалаврских работ.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-4 способность принимать конкретные технические решения при разработке технологических процессов, выбирать технические средства и технологии с учетом экологических последствий их применения.

ПК-6 способность налаживать, настраивать и осуществлять проверку оборудования и программных средств.

ПК-8 готовность к освоению и эксплуатации вновь вводимого оборудования.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

основные принципы организации химического производства, его иерархической структуры, методы оценки эффективности производства (ПК-4).

общие закономерности химических процессов; основные химические производства (ПК-6).

технические характеристики оборудования (ПК-8).

2) Уметь:

принимать конкретные технические решения при разработке технологических процессов, выбирать технические средства и технологии с учетом экологических последствий их применения (ПК-4).

рассчитывать основные характеристики химического процесса, выбирать рациональную схему производства заданного продукта (ПК-6).

оценивать технологическую эффективность производства (ПК-8).

3) Владеть:

методами разработки технических решений (ПК-4).

методами анализа эффективности работы химических производств (ПК-6).

методами освоения и эксплуатации вновь вводимого оборудования (ПК-8).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Теплообменные аппараты

8

12

16

8

32

Контрольный опрос

2

Массообменные аппараты

8

12

14

8

35,6

тестирование

Всего за  семестр

180

24

30

16

67,6

+

4,4

2,35

Экз.(35,65)

Итого   

180

24

30

16

67,6

4,4

2,35

35,65

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 8

Раздел 1. Теплообменные аппараты

Лекция 1.

Теплообменные аппараты: классификация и свойства теплоносителей; классификация и основные типы теплообменников (2 часа).

Лекция 2.

Теплообменные аппараты. Кожухотрубчатые теплообменники: теплообменники с неподвижными трубными решетками (тип Н); аппараты с температурным компенсатором на кожухе (тип К); теплообменники с U-образными трубами (тип У); Теплообменные аппараты с плавающей головкой (тип П) (2 часа).

Лекция 3.

Элементы кожухотрубчатых теплообменных аппаратов: кожухи и распределительные камеры; теплообменные трубы и трубные решетки; перегородки; отбойники (2 часа).

Лекция 4.

Интенсификация процесса теплообмена в кожухотрубчатых теплообменниках. Теплообменные аппараты типа «труба в трубе». Аппараты воздушного охлаждения (2 часа).

Лекция 5.

Оросительные теплообменники. Погружные змеевиковые теплообменники. Витые теплообменники (2 часа).

Лекция 6.

Аппараты с поверхностью теплообмена, изготовленной из листового материала: пластинчатые теплообменники; полуразборные пластинчатые теплообменники; неразборные пластинчатые теплообменники (2 часа).

Раздел 2. Массообменные аппараты

Лекция 7.

Массообменные аппараты. Тарельчатые массообменные аппараты: колпачковые тарелки с капсульными колпачками; тарелки с S-образными элементами; ситчатые тарелки с отбойными элементами; решетчатые тарелки провального типа (2 часа).

Лекция 8.

Тарельчатые массообменные аппараты: клапанные тарелки; струйно-направленные (чешуйчатые) тарелки. Насадочные массообменные аппараты. Типы насадок (2 часа).

Лекция 9.

Устройства для распределения жидкости и пара в насадочных колоннах. Отбойные устройства (2 часа).

Лекция 10.

Экстракционные аппараты для систем жидкость-жидкость: колонные (гравитационные) экстракторы; центробежные экстракторы (2 часа).

Лекция 11.

Аппараты для сушки материалов. Конвективные аппараты. Конвективные барабанные сушилки (2 часа).

Лекция 12.

Аппараты для сушки материалов. Аппараты для сушки материала в псевдоожиженном (кипящем) слое. Распылительные сушилки. Выбор сушильного агента (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 8

Раздел 1. Теплообменные аппараты

Практическое занятие 1.

Расчет теплообменных кожухотрубчатых аппаратов: конструктивный расчет теплообменника (2 часа).

Практическое занятие 2.

Расчет теплообменных кожухотрубчатых аппаратов: конструктивный расчет теплообменника (2 часа).

Практическое занятие 3.

Расчет теплообменных кожухотрубчатых аппаратов: механический расчет теплообменников (2 часа).

Практическое занятие 4.

Расчет теплообменных кожухотрубчатых аппаратов: механический расчет теплообменников (2 часа).

Практическое занятие 5.

Расчет теплообменных кожухотрубчатых аппаратов: гидравлический расчет (2 часа).

Практическое занятие 6.

Расчет теплообменных кожухотрубчатых аппаратов: гидравлический расчет (2 часа).

Практическое занятие 7.

Расчет электронагревателей сопротивления (2 часа).

Практическое занятие 8.

Гидродинамика насадочных колонн (2 часа).

Раздел 2. Массообменные аппараты

Практическое занятие 9.

Экстракционные аппараты для систем жидкость-жидкость. Механический расчет тарелок (2 часа).

Практическое занятие 10.

Экстракционные аппараты для систем жидкость-жидкость. Механический расчет тарелок (2 часа).

Практическое занятие 11.

Экстракционные аппараты для систем жидкость-жидкость. Расчет опорной обечайки (2 часа).

Практическое занятие 12.

Экстракционные аппараты для систем жидкость-жидкость. Расчет опорной обечайки (2 часа).

Практическое занятие 13.

Аппараты для сушки материалов. Определение параметров влажного атмосферного воздуха (2 часа).

Практическое занятие 14.

Материальный баланс сушки (2 часа).

Практическое занятие 15.

Тепловой баланс сушки (2 часа).

 

Методические указания к практическим занятиям приведены в https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=2157&topic=2

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 8

Раздел 1. Теплообменные аппараты

Лабораторная 1.

Определение поля скоростей в трубопроводе (4 часа).

Лабораторная 2.

Изучение гидродинамики взвешенного слоя (4 часа).

Раздел 2. Массообменные аппараты

Лабораторная 3.

Изучение теплопередачи в теплообменнике типа «труба в трубе» (4 часа).

Лабораторная 4.

Определение коэффициента теплопроводности изоляционного материала (4 часа).

 

методические указания к лабораторным работам приведены в https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=2157&topic=3

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Классификация химического оборудования. Требования, предъявляемые к химическому оборудованию.

2. Порядок расчета оборудования. Приемка и испытания химического оборудования.

3. Коррозия конструкционных материалов. Виды коррозии. Скорость коррозии. Способы защиты аппаратов от коррозии.

4. Металлы и сплавы. Легирующие добавки. Маркировка. Области применения.

5. Неметаллические конструкционные материалы. Огнеупорные, теплоизоляционные, прокладочные набивочные материалы.

6. Выбор исходных данных для расчета аппаратов на прочность.

7. Напряжения в аппаратах низкого давления. Расчет тонкостенных обечаек аппаратов, работающих под внутренним давлением.

8. Деформации, возникающие в аппаратах, работающих под внешним давлением. Расчет обечаек, работающих под внешним давлением.

9. Крышки и днища аппаратов низкого давления. Конструкция, области применения, расчет на прочность. Фланцы и фланцевые соединения.

10. Штуцера и бобышки. Смотровые окна, люки и лазы. Опоры. Расчет толщины изоляции.

11. Напряжения, действующие в аппаратах высокого давления. Расчет толстостенных обе-чаек, днищ и крышек. Затворы аппаратов высокого давления.

12. Конструкции мешалок. Выбор и расчет мешалок.

13. Выбор конструкции аппарата с мешалкой. Расчет вала мешалок.

14. Классификация и основные принципы конструирования теплообменной аппаратуры.

15. Конструкция змеевиковых, спиральных и блочных теплообменников. Конструкции кожухотрубных теплообменников.

16. Основные элементы кожухотрубных теплообменников и их расчет.

17. Теплообменные устройства аппаратов. Тарельчатые колонны. Основные элементы, конструкции тарелок.

18. Насадочные колонны. Типы насадок и оросительных устройств, области их применения.

19. Конструкции растворителей. Методы кристаллизации. Конструкции кристаллизаторов.

20. Классификация реакционной аппаратуры. Организация теплообмена в контактнокаталитических реакторах с неподвижным слоем катализатора.

21. Конструкции контактных аппаратов с неподвижным слоем катализатора (адиабатические, с промежуточным теплообменом, трубчатые).

22. Контактные аппараты с радиальным и аксиальным движением газовой фазы. Аппараты синтеза аммиака.

23. Контактные аппараты с псевдоожиженным слоем катализатора.

24. Печи: классификация и конструкции печей.

25. Устройство шахтных печей и печей с псевдоожиженным слоем. Расчет шахтных пе-чей.

26. Устройство и расчет барабанных вращающихся печей.

27. Оборудование для сушки. Общие принципы измельчения. Конструкции дробилок.

28. Конструкции мельниц. Организация измельчения.

29. Оборудование для фракционного разделения твердых материалов.

30. Оборудование для гранулирования химических продуктов.

31. Классификация транспортных устройств. Ленточные конвейеры: конструкция и расчет.

32. Скребковые и винтовые конвейеры, элеваторы: конструкция и расчет.

33. Установки пневмотранспорта: конструкции и расчет. Бункера и затворы.

34. Дозаторы и питатели сыпучих материлов. Трубопроводы и трубопроводная арматура. Расчет трубопроводов.

35. Склады для хранения твердых материалов. Расчет складов. Оборудование для хранения газов.

36. Склады для хранения жидких продуктов.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

1. Конструкционные материалы. Неметаллические конструкционные и обкладочные материалы.

2. Рекомендуемые конструкционные материалы для химической аппаратуры, работающей в различных агрессивных средах.

3. Ёмкостное оборудование.

4. Оборудование для подготовки материалов. Дробилки и мельницы.

5. Оборудование для подготовки материалов. Грохоты и сита.

6. Оборудование для подготовки материалов. Питатели.

7. Оборудование для перемещения материалов.

8. Машины и устройства для непрерывного транспортирования твёрдых материалов.

9. Оборудование для перемещения жидкостей.

10. Машины для перемещения и сжатия газов (компрессорные машины).

11. Оборудование для разделения неоднородных систем.

12. Оборудование для очистки газовых смесей от пыли и тумана.

13. Аппараты для разделения систем жидкость–твёрдое.

14. Механические перемешивающие устройства в жидких средах.

15. Пневматические перемешивающие устройства.

16. Основные типы теплообменных аппаратов. Выбор типа и конструкции аппаратов.

17. Расчёт теплообменных аппаратов.

18. Примеры обозначения теплообменной аппаратуры.

19. Аппараты воздушного охлаждения.

20. Конвективные сушилки с неподвижным или движущимся плотным слоем материала.

21. Конвективные сушилки с перемешиванием слоя материала.

22. Конвективные сушилки со взвешенным слоем материала.

23. Основные способы растворения и выщелачивания.

24. Устройство выпарных аппаратов.

25. Выпарные аппараты с принудительной циркуляцией.

26. Плёночные выпарные аппараты.

27. Подбор выпарных аппаратов.

28. Кристаллизаторы охлаждения (изогидрические кристаллизаторы).

29. Изотермические кристаллизаторы.

30. Выбор типа кристаллизатора.

31. Расчёт кристаллизаторов.

32. Расчёт элементов аппаратов, нагруженных внутренним давлением.

33. Расчёт элементов аппаратов, нагруженных наружным давлением.

 

методические указания к курсовому проектированию приведены в https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=2157&topic=6

 

 

5. Образовательные технологии

Для реализации познавательной и творческой активности студента в учебном процессе используются современные образовательные технологии, дающие возможность повышать качество образования, более эффективно использовать учебное время. Применяются пассивные и интерактивные формы занятий. Студенты выполняют индивидуальные и групповые задания. Подробное объяснение теоретического материала на лекционных занятиях позволяет студентам применять свои знания при решении практических заданий.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Оборудование производств неорганических веществ

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Луценко, О. В. Технологические процессы, производства и оборудование : учебное пособие / О. В. Луценко. — Белгород : Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, ЭБС АСВ, 2012. — 90 c. - http://www.iprbookshop.ru/28408

2. Шлегель А. Н., Коростелев В. Ф. Автоматизация технологических процессов: учебное пособие , 2013 - http://e.lib.vlsu.ru:80/handle/123456789/3403

3. Романков, П. Г. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи) : учебное пособие для вузов / П. Г. Романков, В. Ф. Фролов, О. М. Флисюк. — 5-е изд. — Санкт-Петербург : ХИМИЗДАТ, 2020. — 544 c. - http://www.iprbookshop.ru/97815

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Блощицина Ю. В. Методические указания к практическим работам "Моделирование и оптимизация технологических процессов":, 2012 - http://e.lib.vlsu.ru:80/handle/123456789/2653

2. Решетняк Е.П. Системы управления химико-технологическими процессами [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Решетняк Е.П., Алейников А.К., Комиссаров А.В.— Электрон. текстовые данные.— Саратов: Саратовский военный институт биологической и химической безопасности, Вузовское образование, 2008.— 416 c - http://www.iprbookshop.ru/8144

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

Chemister.da.ru - Химия и Токсикология. Методики синтеза групп веществ, библиотека по химии, база данных, форум и многое другое.

Chemport.ru - Химический портал. Новости химии, работа для химиков, форум и др. материалы.

Программное обеспечение:

Лекционная аудитория

Пакет офисных приложений Libre Office v.5 (free software, GPL)

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

iprbookshop.ru

e.lib.vlsu.ru:80

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Лекционная аудитория

DVD плеер POINER DV-310-Sdvd player, проектор SANYO PDG - DSU 20, экран DRAPPER Apex STAR.

Лаборатория аналитической и коллоидной химии

Вытяжные шкафы - 2 шт, газоанализатор переносной МАГ-6ПВ с ПО Eksis Visuai Lab, ионометр Микон–2, магнитная мешалка «РИТМ-01» - 2шт, аппарат Кипа, pH–метр ИПЛ-301, цифровой микроскоп Levenhuk, Экотест-ВА, фотометр «Эксперт-003», фотоэлектроколориметр «Эксперт-001», водяная баня - 2шт, набор химического оборудования для титрометрии – 2шт., штативы химические с держателями – 5 шт., титратор АТП-02, испаритель ротационный UL-200E., спектрофотометр ПЭ-5400 УФ, потенциостат-гальваностат P-2X с электрохимической ячейкой,

вискозиметр стеклянный, весы технические, весы аналитические, весы лабораторные, специальная химическая посуда.

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Глубокому освоению теоретического материала способствует предварительная подготовка, включающая чтение предыдущей лекции, работу с учебными пособиями и научными материалами. Для успешного освоения теоретического материала студент знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями. Чтобы содержательная информация по дисциплине запоминалась, целесообразно изучать ее поэтапно – по темам и в строгой последовательности, поскольку последующие темы опираются на предыдущие.

При подготовке к практическим занятиям целесообразно повторить основные понятия по теме занятия, изучить примеры, внимательно прочитать нужную тему, разобраться со всеми теоретическими положениями. Для более глубокого усвоения материала крайне важно обратиться за помощью к основной и дополнительной учебной, справочной литературе, журналам или к преподавателю за консультацией. На практических занятиях пройденный теоретический материал подкрепляется решением задач по основным темам дисциплины. Решая задачу, студент должен предварительно понять, какой теоретический материал нужно использовать и наметить план решения. В конце занятия обучающиеся демонстрируют полученные результаты преподавателю и при необходимости делают работу над ошибками.

Лабораторные работы являются одной из важнейших составных частей курса. До выполнения лабораторных работ обучающийся изучает соответствующий раздел теории. Перед занятием студент знакомится с описанием заданий для выполнения работы, внимательно изучает содержание и порядок проведения лабораторной работы. Лабораторные работы проводятся в химической лаборатории. Основные вопросы лабораторных занятий связаны с изучением химических свойств различных соединений, особенностей протекания химических процессов. Лабораторные работы выполняются по индивидуальным вариантам, небольшими группами по 2-3 человека. Полученные результаты эксперимента сводятся в отчет. Отчет по каждой лабораторной работе должен оформляться аккуратно и содержать следующие разделы: цель работы, номер и название опыта, описание хода эксперимента, уравнения химических реакций, описание наблюдений, основные выводы по каждому опыту в отдельности и по работе в целом.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий. Важной частью работы студента является знакомство с рекомендуемой и дополнительной литературой, поскольку лекционный материал, при всей его важности для процесса изучения дисциплины, содержит лишь минимум необходимых теоретических сведений. Высшее образование предполагает более глубокое знание предмета. Кроме того, оно предполагает не только усвоение информации, но и формирование навыков исследовательской работы. Для этого необходимо изучать и самостоятельно анализировать статьи периодических изданий и Интернет-ресурсы.

Курсовая работа выполняется в соответствии с методическими указаниями на курсовую работу. Обучающийся выбирает одну из указанных в перечне тем курсовых работ, исходя из своих интересов, наличия соответствующих литературных и иных источников. В ходе выполнения курсовой работы преподаватель проводит консультации обучающегося. На заключительном этапе обучающийся оформляет пояснительную записку к курсовой работе и выполняет ее защиту в присутствии комиссии из преподавателей кафедры.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – экзамен. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 


лист_утверждения


РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Оборудование производств неорганических веществ»

по направлению подготовки 18.03.01 Химическая технология

 

Рабочая программа дисциплины «Оборудование производств неорганических веществ» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 18.03.01 Химическая технология.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 180 час. (5 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является экзамен .

Цель дисциплины: изучение современного технологического оборудования, применяемого для производства неорганических веществ.

Задачи изучения дисциплины: формирование компетенций и приобретение знаний о современных технологических процессах характерных для производств неорганических веществ.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Оборудование производств неорганических веществ» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 18.03.01 Химическая технология.

 

06.06.2017 г.