скачать
Саратовский государственный технический университет
Кафедра Машины, аппараты пищевых производств и теплотехника
Рабочая программа
по дисциплине (СД 04.3)
(ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ОБОРУДОВАНИЯ ОТРАСЛИ)
для специальности 260601 Машины и аппараты пищевых производств
для направления 260600 Пищевая инженерия
Курс 4 (5)
Семестр 8 (9,10)
Часов в неделю 5
Курсовой проект 8 (10) семестр
Контрольная работа (9) семестр
Зачет 8 (9) семестр
(сведения по учебному плану вечерней, заочной форм обучения _^_
указываются в скобках)
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры
«3» июня 2004 года, протокол № 8
Зав. кафедрой ________________Седелкин В.М.
Рабочая программа утверждена на заседании
УМКС/УМКН
«_____» _____________200_ года, протокол №______
Председатель УМКС/УМКН __________Седелкин В.М.
Саратов, 2004.
Цели и задачи дисциплины, ее место и учебном процессе.
Цель преподавания дисциплины:
Курс «Особенности расчета оборудования отрасли»,является дисциплиной, дающей специальные знания для инженера-механика по специальности 260601 со специализациями в области: 01- «Оборудование предприятий пищевых производств»; 03 - «Оборудование предприятий мясной, рыбной и молочной промышленности»; 04- «Оборудование предприятий хлебопродуктов».
Цель преподавания дисциплины – привить студентам навыки в области расчетов на прочность. Жесткость и устойчивость отдельных конструкционных элементов и основных узлов пищевого оборудования на базе общетеоретических и общеинженерных дисциплин, изученных ранее.
^
В задачи курса входит ознакомление студентов с методологией конструирования пищевого оборудования, с особенностями расчета на прочность. Жесткость и устойчивость отдельных элементов пищевого оборудования с учетом специфических рабочих условий, характера нагрузок и специальных требований для условий пищевых производств.
По мере необходимости в курсе затрагиваются вопросы технологических, теплотехнических, гидравлических и прочих расчетов с целью выявления характера и величины нагрузок, а также физической картины работы конструкционных материалов.
Таким образом, освоение студентами данной дисциплины реализует требования к подготовке инженерных кадров, установленные в квалификационной характеристике для инженеров-механиков по специальности 260601.
^
Изучение данного курса базируется на знаниях. Полученных студентами при изучении ряда предшествующих дисциплин, основными из которых являются: «Высшая математика», «Теоретическая механика», «Сопротивление материалов», «Летали машин», «Теория механизмов и машин», «Физика», «Теплотехника», «Гидравлика», «Процессы и аппараты пищевых производств».
Требования к знаниям и умениям студентов по дисциплине.
^
Методику расчета на прочность, устройство и работу основных конструкционных элементов типового технологического оборудования., применяемого в пищевых производствах, а именно:
вертикальных аппаратов колонного типа;
горизонтально расположенных аппаратов;
теплообменных и выпарных аппаратов;
аппаратов барабанного типа;
центрифуг и сепараторов;
перемешивающих и взбивальных устройств;
продукторезательных устройств;
транспортирующих и нагнетающих шнеков;
разъемных соединений (фланцевых) пищевых аппаратов.
Студент должен уметь:
обоснованно выбирать конструкционный материал для изготовления отдельных элементов вышеуказанного пищевого оборудования в зависимости от технологических параметров обрабатываемой среды;
конструировать типовое оборудование пищевых производств, его детали, узлы с учетом технологических условий его работы и в соответствии с государственными стандартами в области машин и аппаратов пищевых и смежных с ними отраслей промышленности;
выполнять расчеты на прочность, жесткость и устойчивость типовых машин, аппаратов пищевого назначения, их конструктивных элементов в соответствии с существующими нормами. В том числе с использованием компьютерных технологий и программных средств.
3.Распределение трудоемкости (час.) дисциплины по темам и видам занятий
№ модуля
|
№ недели
|
№ темы
|
Наименование темы
|
Часы
|
|
|
|
|
всего
|
лек.
|
л.з.
|
пр.з.
|
СРС
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
I
|
1
2
3
|
1
|
Особенности расчета аппаратов колонного типа
|
7
6
3
|
2
2
-
|
2
-
-
|
2
2
2
|
1
2
1
|
3
|
2
|
Особенности расчета горизонтальных емкостей
|
6
|
2
|
2
|
-
|
2
|
4
|
3
|
Особенности расчета биметаллических сосудов
|
6
|
2
|
-
|
2
|
2
|
5
6
7
8
|
4
|
Разъемные соединения пищевых производств
|
7
5
5
3
|
2
2
-
-
|
2
-
2
-
|
2
2
2
2
|
1
1
1
1
|
7
8
|
5
|
Расчет элементов теплообменных и выпарных аппаратов
|
4
4
|
2
2
|
-
-
|
-
-
|
2
2
|
9
|
6
|
Расчет элементов барабанных аппаратов
|
8
|
2
|
2
|
2
|
2
|
2
|
10
11
|
7
|
Расчет роторов центрифуг и сепараторов
|
6
8
|
2
2
|
-
2
|
2
2
|
2
2
|
12
13
|
8
|
Расчет перемешивающих и взбивальных устройств
|
6
8
|
2
2
|
-
2
|
2
2
|
2
2
|
14
15
|
9
|
Расчет и конструирование рабочих органов продукторезательных устройств
|
6
8
|
2
2
|
-
2
|
2
2
|
2
2
|
16
17
|
10
|
Расчет и конструирование шнеков
|
6
7
|
2
2
|
-
1
|
2
2
|
2
2
|
|
Курсовой проект
|
53
|
|
|
|
53
|
Итого
|
172
|
34
|
17
|
34
|
87
|
ПРИМЕЧАНИЕ: перераспределение трудоемкости лекционной части курса (соответственно и практических занятий) установленных учебным планом специальностям следующее:
1. Для специализации 03 «Оборудование предприятий мясной,рыбной и молочной промышленности»: тема №1 -2ч.; №2 – 2ч.; №3 – 2ч.; №4 – 4 ч.; №5 - 4ч.; №6 - 0ч.; №7 – 6ч.; №8 - 5ч.; №9 – 5ч.; №10 – 4ч
Для специализации 04 «Оборудование предприятий хлебопродуктов»: тема №1 – 6ч.; №2 – 2ч.; №3 – 0ч.; №4 – 4ч; №5 – 2ч.; №6 – 6ч.; №7 – 0ч.; №8 – 4ч.; №9 - 4ч.; №10 – 6ч.
Общее количество аудиторной нагрузки по специализациям остается постоянным – 85 часов.
4.Содержание лекционного курса
№ темы
|
Всего часов
|
№ лекции
|
Тема лекции.
Вопросы, отрабатываемые на лекции.
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
4
|
1
2
|
^
Методика расчета вертикальных цилиндрических (колонных) аппаратов на прочность по ГОСТ 24757-81 «Сосуды и аппараты. Аппараты колонного типа: Нормы и методы расчета на прочность».
Механический расчет тарелок в колонных аппаратах. Расчет на прочность и жесткость опорных балок каркаса под тарелку. Расчет колосниковой решетки насадочной колонны на прочность.
|
2
|
2
|
3
|
^ проверка корпуса горизонтальной емкости, установленной на седловых опорах, на изгиб и устойчивость формы его стенки в сжатой зоне, от действия равномерно распределенной по длине аппарата нагрузки. Условие наиболее выгодного расположения седловых опор.
|
3
|
2
|
4
|
^ обоснование необходимости применения 2-х слойных сталей для изготовления пищевых аппаратов. Характеристика биметаллического проката (ГОСТ 10885-85). Особенности расчета на прочность биметаллических сосудов. Причины возникновения температурных напряжений в 2-х слойных оболочках. Учет наличия температурных напряжений.
|
4
|
4
|
5
6.
|
^
Требования к разъемным соединениям. Основные конструкции фланцевых соединений. Принципы деления фланцев на цельные и свободные. Требования к прокладочным материалам. Выбор прокладок. Понятие о посадочном напряжении и эффективной ширине прокладки.
Расчет фланцевых соединений на плотность и прочность по ОСТ 26-373-78 «Сосуды и аппараты. Приближенные методы расчета фланцев на прочность».
|
5
|
4
|
7
8
|
^
Классификация и конструктивное оформление теплообменных аппаратов. Их применение. Кожухотрубные теплообменники жесткой конструкции (ГОСТ 15118-79). Выбор типа теплообменника. Диаметра его трубок. Споосба их расположения и крепления в трубных решетках (ГОСТ 13202-77).
Температурные напряжения в кожухотрубных теплообменных аппаратах, способы их компенсации. Суммарные напряжения в корпусе и трубах аппаратов жесткого типа. Линзовые компенсаторы. Их конструктивные разновидности. Расчет линзового компенсатора и трубных решеток на прочность.
|
6
|
2
|
9
|
^ область использования барабанных аппаратов, их конструкция, материалы. Применяемые для изготовления их конструктивных элементов. Определение нагрузки на барабан. Расчет его основных конструкционных элементов на прочность.
|
7
|
4
|
10
11
|
^
Определение усилий (нагрузки) на крышку, днище и стенку ротора при центрифугировании. Расчет сплошных роторов центрифуг на прочность.
Допускаемая скорость вращения центрифуг и сепараторов, ее определение. Основные положения ОСТ 26-01-1271-81 «Центрифуги. Роторы. Нормы и методы расчета на прочность.» Особенности расчета перфорированных роторов центрифуг.
|
8
|
4
|
12
13
|
^
Назначение мешальных устройств, их классификация и область применения. Мощность, затрачиваемая на перемешивание. Аппараты с механическими перемешивающими устройствами. Конструкции рабочих органов мешалок (лопастных, якорных, рамных, турбинных, пропеллерных и др.) Взбивальные устройства, область их использования. Пневматические перемешивающие устройства.
Расчет валов и лопастей мешалок различных типов на прочность. Расчет месильного рычага тестомесильной машины.
|
9
|
4
|
14
15
|
^
Назначение и область применения продукторезательных устройств, конструкции их рабочих органов (ножи, пилы. струны). Геометрические элементы (параметры) ножей. Виды резания. Определение рабочего усилия и технологической мощности при резании продукта ножом.
Расчет режущих инструментов (ножей) на прочность. Дисковые быстровращающиеся ножи (пилы). применяемые для резания мяса. Геометрические параметры пил, их расчет на прочность.
|
10
|
4
|
16
17
|
^
Назначение и область применения шнеков. Транспортирующие и нагнетающие шнеки. Основные геометрические параметры шнековых устройств. Выбор основных конструктивных и кинематических параметров шнеков. Способы изготовления шнеков.
Расчет транспортирующих и нагнетающих шнеков на прочность (вал, витки, решетка). Определение рабочего давления на выходе шнекового устройства в мясорубках и соковыжимателях.
|
5. Перечень практических занятий
№ темы
|
Всего часов
|
№ занятия
|
Тема практического занятия.
Вопросы, отрабатываемые на практическом занятии.
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
6
|
1
2
3
|
Ознакомление с ГОСТ 24756-81 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок».
Составление схемы алгоритма и программы расчета ветровых моментов для аппарата колонного типа в соответствии с ГОСТ 24756-81.
Решение конкретных примеров по определению ветровых моментов для аппаратов колонного типа с помощью разработанных программ на ЭВМ.
|
3
|
4
|
4
5
|
Решение конкретного примера по расчету биметаллического сосуда.
Пример расчета биметаллического сосуда с учетом температурных напряжений.
|
4
|
6
|
6
7
8
|
Ознакомление с ОСТ 26-373-78 по расчету фланцевых соединений на прочность и плотность.
Решение примера по расчету цельных фланцев на прочность и плотность.
Решение примера по расчету свободных фланцев на прочность и плотность.
|
5
|
6
|
9
10
11
|
Ознакомление с ГОСТами, определяющими устройство конструкций теплообменных аппаратов (ГОСТ 15118-79, ГОСТ 13202-77, ГОСТ 14245-79, ГОСТ 14247-79 и др.)
Решение примеров по расчету конструктивных элементов теплообменников жесткой конструкции с учетом температурных напряжений.
Решение примеров по расчету конструктивных элементов теплообменников полужесткой конструкции.
|
6
|
4
|
12
13
|
Ознакомление с конструкцией аппаратов барабанного типа. Решение примера по расчету (проверочному) корпуса барабанной сушилки.
Решение примера по расчету бандажа корпуса барабанной сушилки на контактные и изгибные напряжения.
|
7
|
4
|
14
15
|
Ознакомление с конструкциями центрифуг и сепараторов (ГОСТ 8340-84, ГОСТ 6078-80 и др.).
Решение примера по расчету маятниковой подвески центрифуги.
|
8
|
2
|
16
|
Ознакомление с конструкциями мешальных устройств. Решение примеров по расчету лопастей мешалок на изгиб и кручение.
|
10
|
2
|
17
|
Ознакомление с конструкциями транспортирующих и нагнетающих шнеков. Расчет вала транспортирующего шнека на прочность.
|
6. Перечень лабораторных работ
№ темы
|
Всего часов
|
№ работы
|
Наименование лабораторной работы.
Вопросы, отрабатываемые на лабораторном занятии.
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
4
|
1
|
Отработка программы расчета на ЭВМ моментов от ветровой нагрузки для аппаратов колонного типа (на конкретных примерах).
|
4
|
4
|
2
|
Составление схемы алгоритма и программы расчета фланцевых соединений на прочность и плотность.
|
|
4
|
|
Отработка программы на конкретных примерах.
|
7
|
4
|
3
|
Исследование критических скоростей вала ротора центрифуги: составление программы расчета критической скорости ротора центрифуги с учетом гироскопического эффекта с выходом на ЭВМ.
|
|
1
|
|
Подведение итогов выполнения лабораторных работ.
|
7. Задания для самостоятельной работы студентов.
№ темы
|
Всего часов
|
Вопросы для самостоятельного изучения (задания).
|
Литература
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
4
|
Освоение методики расчета аппаратов колонного типа на ветровую нагрузку. Расчет тарелки и каркаса под нее в тарельчатых колоннах. Расчет колосников насадочных колон.
|
ГОСТ 24756-81
6,12
|
2
|
2
|
Определение изгибающих моментов от собственного веса горизонтально расположенного аппарата. Условие оптимального расположения седловых опор.
|
1,6
|
3
|
2
|
Распределение усилий в биметаллическиой стенке аппарата по слоям. Напряжения по слоям. Допускаемые напряжения для многослойной стенки.
|
2,10
|
4
|
4
|
Требования к разъемным соединениям. Фланцевые и бесфланцевые разъемные соединения. Цельные и свободные фланцы. Их расчет на прочность и плотность
|
1,4
|
5
|
4
|
Теплообменные и выпарные аппараты, их конструкции. Способы размещеия и крепления труб в трубных решетках кожухотрубных теплообменников и выпарных аппаратов. Способы крепления трубных решеток к корпусам теплообменников , выпарных аппаратов.
|
4,6
|
6
|
2
|
Конструкции барабанных аппаратов, их основных элементов. Способы соединения бандажей с корпусом аппарата. Материалы, применяемые для изготовления конструктивных элементов аппаратов барабанного типа.
|
3,7
|
7
|
4
|
Конструкции центрифуг и сепараторов. Центрифуги с маятниковой подвеской. Толщина стенки цилиндрического и конического ротора центрифуги. Допускаемая угловая скорость вращения ротора. Способы перфорации корпусов фильтрующих центрифуг.
|
2,3,5
|
8
|
4
|
Способы перемешивания жидких сред. Конструкции перемешивающих и взбивальных устройств. Виды мешалок и их применение.
|
2,8,9
|
9
|
4
|
Конструкции рабочих органов продукторезательных устройств (ножи, пилы, струны). Виды резания: резание без скольжения (рубка), наклонное резание (косое), нормальное резание. Влияние кинематики ножа на эффективность процесса резания.
|
8,9,11
|
10
|
4
|
Транспортирующие и нагнетающие шнеки, их конструкции, область применения. Выбор основных конструктивных и кинематических параметров шнековых устройств. Основные геометрические параметры шнеков. Определение полезной мощности шнекового нагнетания.
|
2,8
|
8. Курсовой проект
Целью курсового проектирования является привитие студентам навыков самостоятельных разработок в области конструирования и расчета пищевого оборудования на прочность, жесткость, устойчивость, а также закрепления и расширения знаний теоретического курса, ознакомление со справочной и специальной литературой, каталогами ГОСТами и развитие навыков графического оформления проектов. Приобретенные студентами при выполнении курсового проектирования знания и навыки необходимы для последующей работы над дипломным проектом.
Курсовой проект выполняется студентов в 8 (10) семестре самостоятельно в соответствии с индивидуальным заданием. Выдаваемым руководителем проекта, и включает в себя расчетно-пояснительную записку и графическую часть.
В процессе работы над проектом студент должен сконструировать и рассчитать основные узлы и детали проектируемого оборудования, используя новейшие методы расчета и конструирования, а также привести соображения по технико-экономической эффективности предложенных технических решений. Примерный объем расчетно-пояснительной записки 30-40 рукописных страниц. Графическая часть проекта выполняется на 2-3 листах ватмана формата А1 и состоит из общего вида машины (аппарата), сборочных единиц и рабочих чертежей деталей.
Подробные рекомендации по выполнению курсового проекта и варианты заданий к нему изложены в соответствующих методических указаниях, изданных кафедрой через РИО СГТУ. Студент организует свою работу над проектом самостоятельно, преподаватель выполняет функции руководства через консультации и контроль. Трудоемкость выполнения студентом курсового проекта 51-53 часа.
^
Теплообменник кожухотрубный – 4 варианта
Выпарной аппарат – 4 варианта
Аппарат колонного типа – 5 вариантов
Резервуар (монжус) – 3 варианта
Реактор – 3 варианта
Котел – 4 варианта
Эмалированный аппарат - 2 варианта
Биметаллический аппарат с перемешивающим устройством – 2 варианта
Центрифуга – 5 вариантов
Сепаратор – 4 варианта
Фильтр – 2 варианта
Барабанная сушилка – 9 вариантов
Многобункерная установка для хранения зерна (муки) - 6 вариантов
ИТОГО: 55 вариантов заданий.
^
Выполнение курсовой работы учебным планом специальности не предусмотрено.
10. РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
Выполнение расчетно-графической работы учебным планом не предусмотрено.
^
Контрольная работа, выполняется студентами заочной формы обучения в 9 семестре. Контрольные задания составлены в 10 вариантах ( вариант выбирается по последней цифре шифра студента) и охватывают практически весь материал курса. Методические указания к выполнению контрольной работы и содержание ее вариантов прилагаются.
^
Экзамен для студентов специальности учебным планом по данному курсу не предусмотрен.
Зачет проставляется по итогам практических занятий и результатам рубежного контроля занятий студентов.
^
Основная:
Соколов В, И, Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Машиностроение, 1983 ,477с.
Харламов С. В. Конструирование технологических машин пищевых производств. - Л.:Машиностроение 1979, 224с. '
Канторович З.Б. Основы расчета химических машин и аппаратов.- М.: Машгиз, 1960, 743с.
Лащинский А. А, Конструирование сварных химических аппаратов: Справочник . - Л .: Машиностроение , 1981, 382с .
Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств. Примеры и задачи /Под ред. М.Ф.Михалева. – Л.: Машиностроеие, 1978, 301с.
Вихман Г.Л., Круглов С.А. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов : Учебник для студентов вузов. – М.: Машиностроение, 1978, 328с.
Канторович З.Б, Машины химической промышленности, - М.: Машгиз, 1965.413с.
Расчет и конструирование торгово-технологического оборудования /Под ред. В.Н.Шувалова, С.В.Харламоа. – Л.: Машиностроеие, 1985, 334с.
Дополнительная
Оборудование предприятий общественного питания. В 3-х томах. Т.1: Механическое оборудование /В.Д.Елхина, А.А.Журин и др. – М.: Экономика, 1987, 447с.
Чернобыльский И.И., Хайтин Б.Ш. Полимеризационные аппараты . – Киев: Техника, 1968,161с.
Даурский А.Н., Мачихин ЮД. Резание пищевых материалов. – М.: Пищевая промышленность, 1980, 229с.
Расчет на ЭВМ моментов от ветровой нагрузки для аппаратов колонного типа: Методические указания для курсового и дипломного проектирования для студентов специальностей МПП и МХП, СПИ, 1986.- 18с. (имеются на кафедре).
^
При проведении лекционных и практических занятий в качестве наглядных пособий используются:
ЭВМ типа
макеты технологического оборудования ~ 5
плакаты - 2
диапозитивы (слайды) – 20
диафильмы - 8
В качестве вычислительной техники используется компьютеры типа «Селерон».
Рабочая программа составлена к.т.н., доцентом _________________ Забрудским В.Т.
Дополнения и изменения в рабочей программе
Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры
«_____» _____________200_ года, протокол №______
Зав. кафедрой ________________Седелкин В.М.
Внесенные изменения утверждены на заседании УМКС/УМКН
«_____» _____________200_ года, протокол №______
Председатель УМКС/УМКН _______________________Седелкин В.М.
Добавить документ в свой блог или на сайт
|
1 чел. помогло. 
