скачать
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ  МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано | Утверждаю |
___________________ Руководитель ООП по направлению 240100 проф. Н.М. Теляков |
_______________________ Зав.кафедрой ПТПЭ проф. Теляков Н.М. |
^
«ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТОРЫ»
Направление подготовки: 240100 Химическая технология
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр, специальное звание «бакалавр» ^ очная
Составители: заведующий каф. ПТПЭ Н.М. Теляков ассистент каф. ПТПЭ А.В.Смирнов
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2012
1.Цели и задачи дисциплины: Учебная дисциплина "Химические реакторы" — дополнительная дисциплина федерального государственного образовательного стандарта профиля “Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов” в рамках направления 240400 «Химическая технология» первого уровня высшего профессионального образования (бакалавриата). ^ «Химические реакторы» является формирование знаний и умений, необходимых для выбора и расчета химических реакторов для осуществления химико-технологических процессов. ^ : Овладение основами теории процессов пылеулавливания и конструкции современных газоочистных устройств; принципы расчета процессов пылегазоочистки; новые тенденции в области развития теории процессов и аппаратов очистки газов. Формирование профессионального выполнения экспериментальных исследований по процессам и аппаратам очистки пылегазовых выбросов промышленных печей
^ Дисциплина «Химические реакторы» относится к профессиональному циклу основной образовательной программы. Содержание дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин естественнонаучного и профессионального циклов, а знания, умения и навыки, полученные при её изучении, будут использованы в процессе освоения специальных дисциплин, при курсовом и дипломном проектировании, в практической профессиональной деятельности. Изучение и успешная аттестация по данной дисциплине, наряду с другими дисциплинами, являются необходимыми для освоения специальных дисциплин, прохождения учебной и производственной практик.
^ Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих профессиональных компетенций (ПК) выпускника: общепрофессиональные: способен использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1); способен использовать знания о строении вещества, природе химической связи в различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и механизма химических процессов, протекающих в окружающем мире (ПК-3 ); владеет основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, имеет навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ПК-5); производственно-технологическая деятельность: способен осуществлять технологический процесс в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров технологического процесса, свойств сырья и продукции (ПК-7); способен составлять математические модели типовых профессиональных задач, находить способы их решений и интерпретировать профессиональный (физический) смысл полученного математического результата (ПК-8); готов применять аналитические и численные методы решения поставленных задач, использовать современные информационные технологии, проводить обработку информации с использованием прикладных программ деловой сферы деятельности; использовать сетевые компьютерные технологии и базы данных в своей предметной области, пакеты прикладных программ для расчета технологических параметров оборудования (ПК-9); готов обосновывать принятие конкретного технического решения при разработке технологических процессов; выбирать технические средства и технологии с учетом экологических последствий их применения (ПК-11). знать: основы теории переноса импульса, тепла и массы; принципы физического моделирования химико-технологических процессов; основные уравнения движения жидкостей; основы теории теплопередачи; основы теории массопередачи в системах со свободной и неподвижной границей раздела фаз; методы расчета тепло- и массообменной аппаратуры; методы построения эмпирических (статистических) и физико-химических (теоретических) моделей химико-технологических процессов; методы идентификации математических описаний технологических процессов на основе экспериментальных данных; методы оптимизации химико-технологических процессов с применением эмпирических и/или физико-химических моделей; основы теории процесса в химическом реакторе, методологию исследования взаимодействия процессов химических превращений и явлений переноса на всех масштабных уровнях, методику выбора реактора и расчета процесса в нем; основные реакционные процессы и реакторы химической и нефтехимической технологии; уметь: применять методы вычислительной математики и математической статистики для решения конкретных задач расчета, проектирования, моделирования, идентификации и оптимизации процессов химической технологии; рассчитывать основные характеристики химического процесса, выбирать рациональную схему производства заданного продукта, оценивать технологическую эффективность производства; произвести выбор типа реактора и произвести расчет технологических параметров для заданного процесса; определить параметры наилучшей организации процесса в химическом реакторе; владеть: методами математической статистики для обработки результатов активных и пассивных экспериментов, пакетами прикладных программ для моделирования химико-технологических процессов; методами анализа эффективности работы химических производств; методами расчета и анализа процессов в химических реакторах, определения технологических показателей, методами выбора химических реакторов; методами управления и регулирования химико-технологических процессов. ^ Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | VII |
|
|
| ^ | 51 | 51 |
|
|
| В том числе: |
|
|
|
|
| Лекции | 34 | 34 |
|
|
| Практические занятия (ПЗ) | 17 | 17 |
|
|
| Семинары (С) | - | - |
|
|
| Лабораторные работы (ЛР) | - | - |
|
|
| ^ | 21 | 21 |
|
|
| В том числе: | - | - |
|
|
| Курсовой проект (работа) | - | - |
|
|
| Расчетно-графические работы | - | - |
|
|
| Реферат | - | - |
|
|
| ^ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Вид промежуточной аттестации: экзамен | Экз. | Экз. |
|
|
| Общая трудоемкость час зач. ед. | 103 | 108 |
|
|
| 3 | 3 |
|
|
|
^ 5.1. Содержание разделов дисциплины № п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела | 1. | Введение. Понятие химических процессов и реакторов | Основные понятия и определения. Предмет дисциплины. Значение химических реакторов и процессов в научных исследованиях и промышленной практике. Содержание дисциплины.
| 2. | Вычислительный эксперимент и адекватность моделей | Основы классификация методов исследований. Натурные и модельные исследования. Стадии натурных исследований. Пассивный и активный эксперимент. Физическое и математическое моделирование. Адекватность моделей.
| 3. | Химические процессы и реакторы | Физико-химические основы химических процессов. Гомогенные химические процессы. Гетерогенные химические процессы. Каталитический химический процесс. Процессы в химическом реакторе. Режимы идеального смещения. Режимы идеального вытеснения. Изотермический процесс в химическом реакторе. Неизотермический процесс в химическом реакторе.
| 4. | Промышленные химические реакторы | Общие замечания о расчете химических реакторов. Оптимизация химических процессов и реакторов. Конструктивные элементы химических реакторов. Схемы и конструкции промышленных химических реакторов.
| 5. | Особенности расчета каталитических реакторов | Составление ориентировочной таблицы распределения выходов и температур по полкам. Вычисление констант равновесия, определение равновесного выхода и построение равновесной кривой. Расчет оптимальных температур для каждой стадии процесса. Составление материального баланса для реактора в целом и по стадиям катализа. Определение объема газа и его компонентов на входе в реактор, на выходе и на каждой стадии процесса. Определение гидродинамических параметров работы реактора. Определение объема загружаемого катализатора по стадиям процесса (полкам) и по всему реактору. Определение основных размеров реактора – площади сечения внутреннего диаметра, высоты неподвижного слоя по данным материального баланса, по найденным значениям рабочих скоростей газа, объема катализатора, оптимальных температур. Определение гидравлического сопротивления слоев катализатора и реактора. Составление теплового баланса по полкам реактора
|
^ № п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1. | Моделирование химико-металлургических процессов |
|
|
|
|
|
|
| + |
| 2. | Теплоэнергетическое оборудование и энергоснабжение химических заводов |
|
|
|
|
|
| + |
|
| 3. | Высокотемпературные процессы химической технологии |
|
|
|
|
|
| + | + |
|
^ № п/п | Наименование раздела дисциплины | Лек- ций | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семи-наров | СРС | Всего часов | 1. | Введение. Понятие химических процессов и реакторов | 4 | 1 | - | - | 2 | 7 | 2. | Вычислительный эксперимент и адекватность моделей | 6 | 4 | - | - | 12 | 22 | 3. | Химические процессы и реакторы | 6 | 4 | - | - | 12 | 22 | 4. | Промышленные химические реакторы | 10 | 4 | - | - | 12 | 26 | 5. | Особенности расчета каталитических реакторов | 8 | 4 | - | - | 14 | 26 |
^ Лабораторные работы не предусмотрены.
7. Примерная тематика курсовых проектов (работ) Определение порядка реакции и константы ее скорости Сравнение и выбор химического реактора Материальный и тепловой баланс химического процесса Теплообмен в химических реакторах
^ а) основная литература 1. Химические реакторы. Бесков B.C., Игнатенков В.И., Сучкова Е.В., Павлова Н.З., Федосеев А.П. / 1999. 2. Смирнов Н.Н., Волжинский А.И., Плесовских В.А. Химические реакторы в примерах и задачах: Учебное пособие для вузов – 3-е изд., перераб. и доп. – СПб: Химия, 1994, –280 с. 3. Фролов Ю.Г., Велик В.В. Физическая химия. М.: Химия, 1993. 464 с. Химико-технологические системы / Под ред. И.П. Мухленова. М.: Химия, 1986. 423 с. 4. Расчеты химико-технологических процессов / Под ред. И.П.Мухленова. – Л.: Химия, 1982. – 248 с. 5. Альперт Л.З. Основы проектирования химических установок. – М.: Высш. шк., 1982. – 208 с. б) дополнительная литература 1. Закгейм А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов. М.:Химия. 1982. 287 с. 2. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В.. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. М.: Высшая школа. 1985. 327 с. 3. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической технологии. М.: Химия, 1969. 564 с. 4. Кафаров В.В., Глебов М.В. Математическое моделирование основных процессов химических производств. М.: Высшая школа. 1991. 400 с. 5. Физико-химические методы исследования металлургических процессов / П.П. Арсентьев, В.В.Яковлев, М.Г. Крашенинников и др. М.: Металлургия. 1988. 511 с. 6.Телегин А.С., Швыдкий В.С., Ярошенко В.Г. Тепломассоперенос. М.: Металлургия, 1995. 400 с. 7. Гущин С.Н., Телегин А.С.. Лобанов В.И., К\орюков В.Н. Теплотехника и теплоэнергетика металлургического производства. М.: Металлургия. 1993. - 366 с. 8. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент (справочник). Под общей ред. В.А.Григорьева и В.М.Зорина. М.: Энергоиздат, 1982. 510 с. в) программное обеспечение Электронные версии учебников, пособий, методических разработок, указаний и рекомендаций по всем видам учебной работы, предусмотренных вузовской рабочей программой, находящиеся в свободном доступе для студентов, обучающихся в ВУЗе. г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы Операционные системы Windows, стандартные офисные программы, электронно-поисковая база данных.
^ Использование студентами для самостоятельной работы разработанных на кафедре учебников и учебных пособий. Учебные лаборатории вычислительной техники факультета и кафедры. Плакаты по дисциплине.
^ Примерная программа предусматривает возможность обучения в рамках традиционной поточно-групповой системы обучения. При этом обучение рекомендуется в течение двух семестров: для бакалавров — в VII и VIII семестрах. Разработчики:
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный» | Заведующий кафедрой печных технологий и переработки природных энергоносителей, профессор | Н.М. Теляков | Национальный минерально-сырьевой университет «Горный» | Ассистент кафедры печных технологий и переработки природных энергоносителей | А.В. Смирнов |
Добавить документ в свой блог или на сайт
|