МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МЕДНОГОРСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»
Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников
ПО ДИСЦИПЛИНЕ:МДК 01.01. «Устройство, эксплуатация и обслуживание технологического оборудования»
ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ:
240301 «Химическая технология неорганических веществ».
2014
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине:
по специальности: 240107 «Химическая технология неорганических веществ»,
Составитель:
Рецензенты:
1 Пояснительная записка
Методические указания и содержание учебной дисциплины МДК 01.01. «Устройство, эксплуатация и обслуживание технологического оборудования» разработаны в соответствии с Федеральным государственным стандартом среднего профессионального образования для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки техника по специальности 240107 «Химическая технология неорганических веществ» и является единой для всех форм обучения.
Дисциплина относится к циклу специальных и предусматривает изучение теории, устройства и эксплуатации химических аппаратов, специального оборудования и трубопроводов в химической промышленности.
Стyдeнт-заочник должен получить теоретические знания в соответствии с программой по специальности, уметь применять эти знания в практической деятельности, действовать самостоятельно, эффективно, в соответствии с поставленными задачами.
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
1.Требования, предъявляемые Госгортехнадзором к устройству и безопасной эксплуатации сосудов под давлением.
2. Материалы химического машиностроения и способы изготовления аппаратуры.
3. Конструкции различных аппаратов химической промышленности.
4. Специальное оборудование химических производств.
5. Трубопроводы в химической промышленности.
Должен уметь:
Производить расчёт на прочность аппаратов и их основное встроенное оборудование.
Для проверки знаний студентов выполняется две контрольные работы.
Задания для выполнения контрольных работ разработаны для каждой в 50 вариантах.
Вариант от 1 до 2 теоретических вопроса и от 2 до 3-х расчетов на прочность аппаратов, толщины кожухоотрубного теплообменника, плотность крыши аппаратов, фланцевых соединений и толщины лопастей мешалки.
2 Содержание учебной дисциплины
Введение.
Задачи, цели и профилактическая необходимость изучения дисциплины МДК 01.01. «Устройство, эксплуатация и обслуживание технологического оборудования»
Раздел 1. Химические аппараты и машины
Требования к знаниям: материалы химического машиностроения, способы изготовления оборудования, емкостные аппараты под давлением, аппараты высокого давления, резервуары и вспомогательное оборудование к ним, конструктивные особенности колонных аппаратов, основные виды теплообменных и выпарных аппаратов, мешалки, аппараты для обработки твердых материалов, конструктивные узлы центрифуг.
Требования к умениям: расчет цилиндрических оболочек аппаратов, расчет теплообменных аппаратов, расчет мешалок.
Тема 1.1 Основы консультирования химических аппаратов и машин
Основные требования к химическому оборудованию. Материалы химического машиностроения и способы изготовления аппаратуры. Аппараты периодического и непрерывного действия и основы их технологического расчета.
Тема 1.2 Емкостные аппараты под давлением
Емкостные аппараты под давлением (в т. ч. автоклавы), теплообменные элементы емкостных аппаратов: рубашки, рубашки с «вмятинами», приварные полутрубы.
Требования, предъявляемые Госгортехнадзором, к устройству и безопасной эксплуатацией сосудов под давлением.
Напряжение в стенках оболочек вращения. Краевые и распорные силы. Расчет цилиндрических оболочек на внутреннее давление. Определение допускаемых напряжений, коэффициента прочности сварного шва, прибавки на коррозию и разностенности листа. Расчет цилиндрических оболочек на наружное давление. Расчет «коротких» и «длинных» оболочек.
Типы днищ и крышек. Полушаровые, эллиптические, коробковые, конические и плоские днища и крышки. Расчет днищ и крышек на прочность.
Фланцы и фланцевые соединения. Типы фланцев, приварные и свободные фланцы, прокладки. Материалы прокладок. Выбор прокладок для различных сред, температур и давлений. Крепежные детали фланцевых соединений. Расчет фланцевых соединений. Определение осевого усиления, толщины фланца и расчет болтов и шпилек. Штуцеры и бобышки. Смотровые окна. Укрепление отверстий на аппаратах под давлением. Люки и лазы аппаратов. Опоры вертикальных аппаратов, расчет опор.
Тема 1.3 Аппараты высокого давления
Типы и классификация аппаратов высокого давления. Кованные, ковано-сварные, штампосварные, оплетенные аппараты. Затворы и уплотнения аппаратов высокого давления. Самоуплотняющиеся затворы. Прокладки (обтюраторы) аппаратов высокого давления. Штуцеры и электровводы аппаратов высокого давления.
Напряжение в стенках толстостенных аппаратах.
Требования техники безопасности к устройству и безопасной эксплуатации аппаратов высокого давления.
Тема 1.4 Резервуары
Классификация резервуаров: вертикальные, цилиндрические, горизонтальные, шаровые, каплевидные. Опоры горизонтальных резервуаров. Вспомогательное оборудование резервуаров. Газгольдеры с постоянным объемом и постоянным давлением. Емкостные аппараты без давления. Расчет вертикальных и горизонтальных цилиндрических резервуаров. Расчет прямоугольных резервуаров.
Тема 1.5 Колонные аппараты
Конструктивные особенности колонн различных типов. Крепление тарелок в колонные. Крепление колпачков на тарелке с тчатые тарелки. Специальные типы колонн. Кислотные башни. Оросительные устройства. Самотечные оросители: распределительные тарелки, оросительные желоба.
Разбрызгивающие оросители: форсунки, многотарельчатый дефлекторный ороситель, разбрызгивающие звездочки.
Опоры колонных аппаратов. Расчет тарелок колонн на прочность. Расчет тарелок колонн на прочность. Расчет колосниковой решетки насадочных колонн. Расчет корпуса колон на прочность и устойчивость, определение весовых, ветровых и сейсмических нагрузок. Расчет опоры колонны. Требование техники безопасности.
Тема 1.6 Теплообменные и выпарные аппараты
Конструктивные особенности основных видов кожухотрубных теплообменников. Способы крепления труб в трубной решетке. Перегородки теплообменников. Способы соединения трубной решетки с кожухом и крышкой. Определение температурных напряжений в жестком теплообменнике. Расчет трубной решетки. Конструкции змеевиковых теплообменников: «труба в трубе», погруженных и оросительных. Конструкции спиральных и пластинчатых теплообменников. Блочные графитовые теплообменники.
Особенности конструкции выпарных аппаратов. Сепараторы пара. Тепловая изоляция аппаратов. Требования техники безопасности.
Тема 1.7 Мешалки
Конструкция мешалок различных типов. Изготовление мешалок из металлических и неметаллических материалов. Мешалки, защищенные антикоррозионными покрытиями.
Расчет мешалок на прочность. Приводы мешалок и стройки приводов Промежуточные подшипники и подпятники мешалок. Сальники (осевые и торцовые). Герметичные приводы с экранированными электродвигателями. Требования техники безопасности.
Тема 1.8 Аппараты для обработки твердых металлов
Аппараты с кипящим слоем сыпучего материала. Их разновидности. Дутьевые сопла аппаратов. Основы расчета аппаратов с кипящим слоем. Барабанные аппараты и их насадки. Опорные и приводные станции барабанов. Узлы и уплотнения торцов барабанов. Гребковые аппараты. Вальцевые сушилки. Требования техники безопасности.
Тема 1.9 Конструктивные узлы и механический расчет центрифуг, сепараторов и центробежных экстракторов.
Особенности конструкции рабочих элементов центрифуг, сепараторов и экстракторов. Приводы указанных машин. Расчет на прочность корзины центрифуги и дисков сепараторов. Расчет валов на критическое число оборотов. Требование техники безопасности.
Раздел 2. Специальное оборудование химических производств
Требования к знаниям: оборудование в производстве серной кислоты, оборудование в производстве аммиака и основное оборудование в производстве азотной кислоты. Требования к умениям: сравнительный анализ печей сжигания серы и печей с кипящим слоем. Использование контактных аппаратов с промежуточным теплообменом и теплообменом в слое катализатора.
Тема 2.1 Основное оборудование в производстве серной кислоты
Оборудование в производстве сернистого газа: печи сжигания серы, печи с кипящим слоем для пылевидного обжига колчедана (пиритного концентрата).
Оборудование контактных систем. Аппараты с промежуточным теплообменом в слое катализатора
Тема 2.2 Основное оборудование в производстве аммиака и азотной кислоты
Колонны синтеза аммиака. Требования, предъявляемые к ним. Основные принципы их конструирования. Колонна среднего давления с двойными теплообменными трубками. Колонны с полочной насадкой, с встроенным парогенератором высокого давления. Основные аппараты в производстве азотной кислоты: аппарат комбинированной системы и аппараты, работающие при повышенном давлении. Аппаратура для очистки аммиачно-воздушной смеси.
Раздел 3 Трубопроводы в химической промышленности
Студент должен иметь представление о деталях трубопровода и трубопроводных систем.
Требование к умениям: различать фасонные детали трубопроводов: отводы, тройники, переходы, крестовины. Применение трубопроводной арматуры: вентили, краны, задвижки, обратные предохранительные и редукционные клапаны.
Тема 3.1 Детали трубопроводов
Классификация трубопроводов. Трубы стальные, чугунные и из цветных металлов. Трубы из пластмасс, керамики и стекла. Расчет труб на прочность. Способы соединения труб. Фланцевые и резьбовые соединения. Цельносварочный трубопровод. Фасованные части трубопроводов: отводы, тройники, переходы, крестовины. Трубопроводная арматура: вентили, краны, задвижки, обратные предохранительные редукционные клапаны.
Тема 3.2 Трубопроводные системы
Материальные трубопроводы, водопроводы, паропроводы, воздухопроводы и вакуум – проводы. Способы отвода конденсата. Промышленная канализация. Ливневая канализация. Компенсация температурных напряжений. Компенсаторы: линзовые, сальниковые, гнутые из труб.
3 Оформление контрольной работы
При изучении дисциплины «Оборудование химических заводов» студент выполняет две контрольные работы, по одной в учебном году.
Первая контрольная работа выполняется после изучения материала по программе раздела №1 тем 1, 2, 3, 4, 5, 6. Работа состоит из двух теоретических вопросов и двух расчетов.
Вторая контрольная работа выполняется после изучения остального теоретического материала по дисциплине. Работа состоит из одного теоретического вопроса и трех расчетов.
При описании оборудования следует указать принцип действия, подробно описать устройство, преимущество и недостаток, материал основных деталей и способ их изготовления. Все эскизы узлов и деталей могут быть вычерчены непосредственно в тетради. Узлы и детали вычерчиваются в масштабе.
При решении задач необходимо:
- выписать заданные величины;
- найти по справочникам необходимые для расчетов величины и выписать их;
- найти расчетное управление, затем подставить в уравнение числовые значения величин безразмерности (при этом все представляемые величины должны быть выражены в одной системе единиц) и выделить полученный результат. Если полученный результат имеет размерность необходимо его написать. Черновые вычисления приводить не нужно;
- полученные результаты расчетов должны быть приведены в соответствии с действующими нормативами.
Контрольные задания по «Оборудованию производства неорганических веществ» представлены в виде таблиц.
Каждый учащийся выполняет 2 контрольные работы, по одной в учебном году. Задания по контрольной работе следует брать по таблице 1-6, в строгом соответствии со своим шифром. Например, шифр учащегося - 0124. При выборе варианта берут две последние цифры -24. В левой графе таблицы находят цифру 2, а с верху цифру 4. При перечислении строки 2 и столбца 4 помешены номера заданий.
Перед выполнением контрольных работ студенту необходимо изучить методические указания к темам и рекомендуемую литературу в соответствии с программой курса изучаемого предмета.
Контрольная работа предоставляется в виде творческой работы студента.
Используя конкретный материал и опять работы на химическом предприятии (цехе) и теоретический материал по соответствующим темам заданий, необходимо представить обоснованные ответы по теоретическим вопросам и расчетам аппаратов и оборудования.
Ответы на вопросы должны быть полные и конкретные
При выполнении работ следует придерживаться следующих правил:
- подобрать материал, соответствующий теоретическому вопросу и расчетной части, используя рекомендованную литературу и работу химического предприятия (цеха) ;
- затем своими словами изложить теоретическую часть вопроса (не допускается дословное переписывание из статей литературы, технологических инструкций устройства и эксплуатации оборудования) ;
- произвести расчет по формулам, допуская округление до сотых, показывая размерность (мм, мн/м², и тд.), принимая значения, после получения ответа, в соответствии со стандартами, Гостами и техническими условиями;
- в конце сделать выводы.
Контрольная работа выполняется в ученической тетради (10-12 листов). На тетрадь наклеивается титульный лист и адресный бланк (форма титульного листа и бланка прилагается).
Работа должна быть выполнена грамотно и аккуратно, четким разборчивым подчерком, не допускается сокращение слов, кроме общепринятых.
Оформляя работу, необходимо отвести поля шириной не менее 2 см., для замечаний рецензента, пронумеровать страницы, провести четкую формулировку заданий, изложив ответ и решения. По требованию задания необходимо дать эскизы узлов аппаратов, отверстий и затворов, компенсаторов, крепления труб и др., а так же схемы, рисунки для замечаний. Каждое задание необходимо начинать с новой страницы.
В конце работы указать используемую литературу в соответствии в требованиями. Необходимо ставить дате выполнения работы и подпись. Выполненная контрольная работа высылается в колледж на рецензию.
При получении отрецензированной работы студент должен выполнить все указания рецензента. Работа над ошибками, дополнения к ответам, согласно рецензии, выполняются в этой же тетради.
Контрольная работа с оценкой «не зачтено» выполняется студентом повторно и высылается в колледж на проверку вместе с не зачтенной.
На рецензию не принимаются работы:
- выполненные по неправильному варианту;
- переписанные у других студентов;
- выполненные небрежно, без эскизов или чертежей, неразборчивым подчерком.
Возвращенные без рецензии (но с обязательным указанием причины возврата) работы студент обязан выполнить повторно, в соответствии со своим вариантом и требованиями, предъявляемыми к контрольной работе и вновь выслать на рецензию в колледж.
При возникновении затруднений при выполнении работы студент может получить консультацию преподавателя.
Критерии качества контрольной работы:
- правильное раскрытие содержания основных вопросов задания;
- самостоятельность суждений, творческий подход, использование оборудования на производстве, где работает студент и научное обоснование раскрываемой проблемы;
- правильное использование ссылок на литературу (если ссылка или формула проводится полностью, необходимо поставить в скобках номер указанной в конце литературы);
- наличие в конце работы грамотного, в соответствии с требованиями, списка использованной литературы.
После выполнения контрольной работы студент допускается к сдаче зачета.
Раздел 5 Контрольная работа.1 (2 курс)
Выбор варианта
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
0 | 1,50 56,102 | 2,49 55,101 | 3,46 54,107 | 4,47 53,106 | 5,48 52,105 | 6,43 51,104 | 7,44 68,110 | 8,45 67,103 | 9,41 69,109 | 10,42 70,108 |
1 | 11,40 62,80 | 12,37 61,79 | 13,35 60,78 | 14,36 59,74 | 15,32 58,75 | 16,31 57,76 | 17,33 65,77 | 18,39 66,73 | 19,38 64,73 | 20,34 63,71 |
2 | 21,9 76,117 | 22,8 77,115 | 23,10 78,116 | 24,5 79,114 | 25,7 80,113 | 26,2 88,99 | 27,1 87,112 | 28,3 71,111 | 29,4 90,118 | 30,6 89,119 |
3 | 31,16 72,123 | 32,17 73,122 | 33,18 74,121 | 34,19 75,120 | 35,20 81,128 | 36,12 82,127 | 37,11 86,126 | 38,14 85,124 | 39,13 84,125 | 40,15 83,130 |
4 | 41,25 96,111 | 42,24 98,124 | 43,22 95,117 | 44,23 94,115 | 45,21 97,113 | 46,30 93,119 | 47,29 99,114 | 48,26 92,113 | 49,27 100,112 | 50,28 91,126 |
Тема 5.1 Теоретические вопросы
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 |
