НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Механико-технологический факультет
кафедра технологических процессов и аппаратов
УТВЕРЖДАЮ
Декан МТФ
«____»______________2006 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА учебной дисциплины
Системный анализ процессов химической технологии
ООП 240801 «Машины и аппараты химических производств», инженерная подготовка
ООП 240802 «Основные процессы химических производств и химическая кибернетика», инженерная подготовка»
Факультет Механико-технологический
Курс 4, Семестр 8
Лекции 34 час.
Лабораторные работы 17 час.
РГЗ 8 семестр
Самостоятельная работа 34 час.
Зачет 8 семестр
Всего 85 час.
Новосибирск 2006
Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 655400 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии»
Регистрационный № 000 тех\дс от 27 марта 2000 г.
Шифр дисциплины в ГОС – ОПД.Ф.13, дисциплина относится к федеральному компоненту цикла общепрофессиональных дисциплин. Шифр дисциплины по учебному плану специальности 240801 – 3012. Шифр дисциплины по учебному плану специальности 240802 – 3013.
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Технологических процессов и аппаратов, протокол № от « » 2006г.
Программу разработал
доц. каф. ТПА, к.т.н.
Заведующий кафедрой ТПА
д.т.н., проф.
Ответственный за основную
зав. каф. ТПА, д.т.н., проф.
1. Внешние требования
Таблица 1. Требования ГОС к обязательному минимуму содержания дисциплин федерального компонента.
Шифр дисциплины | Содержание учебной дисциплины | Часы |
ОПД | Общепрофессиональные дисциплины |
|
ОПД.Ф.00 | Федеральный компонент |
|
ОПД.Ф.13 | Системный анализ процессов химической технологии: основные принципы системного анализа; взаимосвязь явлений в отдельных процессах и аппаратах; иерархия явлений и их соподчиненность в изучении процессов и аппаратов; иерархическая структура химического производства; взаимовлияние аппаратов; декомпозиция; реализация стратегии системного анализа в диалоговом режиме «человек-ЭВМ». | 85 |
2. Особенности (принципы) построения дисциплины
Таблица 2
Особенность (принцип) | Пояснение |
Основание для введения | Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 655400 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» |
Адресат | Студенты определенной специальности 240801 – 3012, 240802 – 3013 |
Основная цель | Изучить основные принципы системного анализа ХТС, методы их расчета. Ознакомиться с существующими пакетами программ для расчета ХТС Овладеть навыками расчета тепловых и массовых балансов ХТС. |
Ядро | Лекции и лабораторные работы, которые охватывают: основные принципы системного анализа; взаимосвязь явлений в отдельных процессах и аппаратах; иерархию явлений и их соподчиненность в изучении процессов и аппаратов; иерархическую структуру химического производства; взаимовлияние аппаратов; декомпозицию; реализацию стратегии системного анализа в диалоговом режиме «человек-ЭВМ». |
Требования к начальной подготовке, необходимые для успешного усвоения Вашей дисциплины | Для успешного изучения дисциплины студенту необходимо предварительно знать основы курсов: «Химические процессы и реакторы», «Математический анализ» и «Спец. главы высшей математики», а также иметь опыт работы на персональном компьютере, обладать знанием прикладных программ MathCad, MS Word, Excel. |
Уровень требований по сравнению со Стандартом | Соответствует требованиям Стандарта |
Объем в часах
| Лекции 34 час. Лабораторные работы 17 час. Самостоятельная работа 34 час. Всего 85 час.
|
Основные понятия | основные принципы системного анализа; взаимосвязь явлений в отдельных процессах и аппаратах; иерархия явлений и их соподчиненность в изучении процессов и аппаратов; иерархическая структура химического производства; взаимовлияние аппаратов; декомпозиция; реализация стратегии системного анализа в диалоговом режиме «человек-ЭВМ».
|
Практическая часть дисциплины | Краткая характеристика основных видов учебной деятельности студента: Практическая работа со справочной литературой Самостоятельный анализ классических ХТС Использование программ для графического оформления ХТС Расчет тепловых и массовых балансов с помощью матричных методов MathCad Подготовка отчетных документов с помощью MS Word |
Учет индивидуальных особенностей обучающихся, реализация права выбора способа учения | Подбор индивидуальных заданий разного уровня сложности в процессе обучения студента |
Направленность дисциплины на развитие общепредметных, общеинтеллетуальных умений, обладающих свойством переноса, направленность на саморазвитие | Обобщение, анализ, синтез, классификация, оценивание, абстрагирование, моделирование, выдвижение гипотез, выделение главного, формулирование проблем. |
Области применения полученных знаний и умений | Химическая технология |
Описание основных “точек” контроля | В процессе обучения студенты выполняют 6 основных учебных заданий, которые приведены ниже. Итоговый контроль проводится в форме зачета по полностью оформленной работе, включающей все 6 учебных заданий. |
Ваша дисциплина и современные информационные технологии | В процессе обучения используются последние версии программных продуктов MathCad, MS Word, Excel как средства выполнения расчетов, анализа, принятия решения. |
3. Цели учебной дисциплины
После изучения дисциплины студент будет
иметь представление: | |
1. | о существующих подходах к рассмотрению проблем курса и соотношении с ними подхода, используемого в данном курсе |
2. | о современном состоянии научных дисциплин, являющихся основой для учебного курса, и перспективах их развития в будущем |
3. | об основных сферах применения получаемых знаний |
4. | Современные пакеты для расчета ХТС |
знать | |
5. | основные принципы системного анализа |
6. | взаимосвязь явлений в отдельных процессах и аппаратах |
7. | иерархия явлений и их соподчиненность в изучении процессов и аппаратов |
8. | иерархическая структура химического производства; взаимовлияние аппаратов |
9. | декомпозиция |
10. | реализация стратегии системного анализа в диалоговом режиме «человек-ЭВМ» |
уметь | |
11. | оформлять, представлять, описывать, характеризовать данные о ХТС |
12. | проводить анализ ХТС |
13. | работать с графическим представлением ХТС |
14. | Составлять химико-технологическую схему заданного процесса |
15. | Составлять функциональную схему заданного процесса |
16. | Составлять структурную схему заданного процесса |
17. | Рассчитывать тепловые и массовых балансы ХТС на MathCad |
18. | Оформлять стандартные документы на основе пакета MS Word |
иметь опыт | |
19. | Работы с ГОСТ 7.32-2001 |
20. | Поиска исходных данных |
4. Содержание и структура учебной дисциплины
Таблица 4. Описание лекционных занятий.
Блок, модуль, раздел, тема | Часы | Ссылки на цели* |
Семестр № 8 | ||
Обзор курса | 2 | 1-3 |
основные принципы системного анализа | 2 | 5 |
взаимосвязь явлений в отдельных процессах и аппаратах | 2 | 6 |
Модели ХТС | 4 | 6 |
иерархия явлений и их соподчиненность в изучении процессов и аппаратов | 2 | 7 |
иерархическая структура химического производства; взаимовлияние аппаратов | 2 | 8 |
декомпозиция | 2 | 9 |
реализация стратегии системного анализа в диалоговом режиме «человек-ЭВМ» | 2 | 10 |
Современные математические пакеты для расчета ХТС | 6 | 4 |
Структура для расчета ХТС на примере математического пакета HYSYS | 10 | 4 |
ИТОГО | 34 |
|
Таблица 5 Описание практических занятий и лабораторных работ
Блок, модуль, раздел, тема | Часы | Ссылки на цели* |
Семестр № 8 | ||
Разработка описания схемы химико-технологического процесса | 3 | 11-13 |
Химико-технологическая схема заданного процесса | 2 | 14 |
Функциональная схема заданного процесса | 2 | 15 |
Структурная схема заданного процесса | 1 | 16 |
Расчет тепловых и массовых балансов ХТС на MathCad | 6 | 17 |
Подготовка и оформление отчета согласно ГОСТ 7.32-2001 | 3 | 18 |
ИТОГО | 17 |
|
5. Учебная деятельность
Учебные задания, выполняемые студентами:
1. Составить описание схемы химико-технологического процесса.
Цель: научится проводить анализ ХТС.
Содержание работы: Словесное описание процесса функционирования системы: основные химические реакции, описание процессов, сведения о составе сырья, параметры технологического режима, описание работы отдельных аппаратов и ХТС в целом.
2. Составить Химико-технологическую схему заданного процесса.
Цель: научится работать с графическим представлением ХТС.
Содержание работы: Представление рисунка ХТС со схематическим изображением аппаратов и их соединения. Показать работу ХТС со ссылками на данный рисунок.
3. Составить Функциональную схему схему заданного процесса.
Цель: изучить взаимосвязь явлений в отдельных процессах и аппаратах; использовать приемы декомпозиции и композиции для представления ХТС.
Содержание работы: Разработка функциональной схемы с общим представление о ХТС, выделение основных блоков и связей. Выделение основных технологические параметры аппаратов
4. Составить структурную схему заданного процесса.
Цель: изучить основные приемы структурирования ХТС.
Содержание работы: Разработка структурной схемы с обозначениями аппаратов и связей между аппаратами, определение порядка расчетов аппаратов.
5. Расчет тепловых и массовых балансов ХТС
Цель: изучение основных приемов расчета ХТС на основе программы MathCad
Содержание работы: Расчет тепловых и массовых балансов ХТС
6. Подготовка документации
Цель: Изучить приемы оформления стандартных документов на основе пакета MS Word
Содержание работы: подготовка и оформление отчета по РГР согласно ГОСТ 7.32-2001
6. Правила аттестации студентов по учебной дисциплине
Итоговый контроль проводится в форме зачета по оформленному отчету (РГР) согласно ГОСТ 7.32-2001, включающей все 6 учебных заданий.
Студент аттестуется положительно, если
· Отчет выполнен согласно ГОСТ 7.32-2001.
· В отчете представлены все 6 заданий.
· Отсутствуют ошибки (численные, графические, по оформлению) при выполнении заданий.
· Расчеты выполнены с использованием вычислительного пакета MathCad, оформление документов по технологии MS Word, Excel и графика на современных графических пакетах типа AutoCad.
7. Список литературы
Основная литература
1. Ханаев рекомендации по РГР “Cистемный анализ процессов химической технологии”
2. и др. Химическая технология. – М.: Просвещение, 1976.
3. Расчёты по технологии неорганических веществ.\ Под общ. ред. – Л.: Химия, 1977.
4. «Химическая технология: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений: В 2 т. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2000.
5. ГОСТ 7.32-2001 Отчет о научно исследовательской работе. Структура и правила оформления.
6. Химическая технология неорганических веществ.\ Под редакцией . Книга 1. Москва, 2002г.
Дополнительная литература
1. В.Страус «Промышленная отчистка газов»
2. «Пылеулавливание и очистка газов» ,
3. , , «Теоретические основы очистки газов»
4. ; ; - «Охрана окружающей среды».
5. Дж. Перри Справочник инженера химика.
6. Краткий химический справочник. \Изд. 2-е, исп. и доп. , – «Химия», 1978 г.
7. Производство аммиачной селитры. – М.: Химия, 1974.
8. Справочник по свойствам индивидуальных веществ INFO, редакция 2.3, декабрь 2000 г.
9. Справочник сернокислотчика. М. 1971г.
10. Справочник химика. М 1971г.
11. и др. Химия: справочные материалы. – М.: Просвещение, 1993.
8. Контролирующие материалы
Таблица 6. Образцы химико-технологических систем для расчета тепловых и массовых балансов.
№ | Название технологического процесса |
1 | Экстракция растительного сырья |
2 | Производство этанола прямой гидратацией этилена |
3 | Очистка обжигового газа |
4 | Производство формальдегида окислением метанола |
5 | Получение синтез-газа парокислородной конверсией метана |
6 | Производство аммиачной селитры |
7 | Получение водорода конверсией пропана |
8 | Производство ацетальдегида окислением этилена |
9 | Отчистка выбросных газов от сернистого ангидрида при процессе прокалки антрацита в электрокальцинаторе |
10 | Очистка от оксидов азота в получении серной кислоты |
11 | Производство азотной кислоты |
12 | Получение АВС паровоздушной конверсией метана |
13 | Производство метанола при низком давлении |
14 | Получение серной кислоты из серы |
15 | Получение сульфата аммония |
16 | Технологическое решение сжигания твердого мусора в проекте Бердского опытного мусороперерабатывающего завода |
17 | Прокалка антрацита |
18 | Получение серной кислоты из сероводорода |
19 | Производство аммиака |
20 | Каталитическая турбина. Получение синтез газа парциальным окислением метана. |
21 | Каталитическая турбина. Окисление выбросов, содержащих СО. |
