Таблица 3
Дисциплины, предшествующие по учебному плану | Требования к первоначальному уровню подготовки обучающихся для успешного освоения дисциплины | |
Уровень «знать» | Уровень «уметь» | |
Сопротивление материалов | Основные типы нагрузок, деформаций и напряжений, методы расчёта на прочность. | Расчёт на прочность простейших элементов конструкций (стержней, балок). |
Процессы и аппараты химической технологии | Принципы действия и конструкции технологических аппаратов и машин | Анализировать состав и выявлять конструктивные особенности объектов химического машиностроения |
3. Цели и задачи курса
После успешного изучения дисциплины, студент будет:
Таблица 4
Номер цели | Содержание цели |
иметь представление | |
1 | о физических закономерностях взаимодействия параметров и условий работы технологических аппаратов с элементами их конструкции, материалами; |
2 | о типах технологических аппаратов, особенностях их работы; |
3 | о параметрах, влияющих на работоспособность элементов. |
знать | |
4 | основные подходы и порядок конструирования технологических аппаратов; |
5 | особенности различных конструкционных материалов; |
6 | основные методики прочностных расчётов элементов технологических аппаратов, области их применения; |
7 | методы и способы конструирования, обеспечивающие высокие показатели назначения и технический уровень проектируемого оборудования; |
8 | этапы проектирования, состав конструкторской документации. |
уметь | |
9 | рассчитать любой элемент технологического аппарата, для чего уметь: |
10 | пользоваться справочными материалами и специальной литературой; |
11 | рационально выбрать расчётную схему и параметры, существенно влияющие на прочность элементов конструкции; |
12 | выбрать материал; |
13 | выбрать соответствующую методику расчёта, применить её; |
14 | при проведении расчетов использовать компьютер. |
иметь опыт | |
15 | компьютерного проектирования объектов химического машиностроения |
16 | работы со справочными материалами и специальной литературой; |
17 | расчёта элементов технологических аппаратов. |
4. Содержание и структура учебной дисциплины
Таблица 4
Часы | 4.1. Темы лекционных занятий | Ссылка на цели |
|
6 семестр |
| ||
4 | 1. Задачи и этапы проектирования 1.1. Цели и задачи курса. 1.2. Задачи и состав проектирования. Задачи и состав проектирования. Организации на этапах проектирования. 1.3. Требования к проектируемому объекту. Технологические требования, критерии работоспособности, эффективность и технический уровень, экономические и экологические требования. 1.4. Этапы разработки изделий, состав технической документации. Техническое задание. Техническое предложение. Эскизный проект. Технический проект. Пояснительная записка технического проекта. Рабочая конструкторская документация. Программа и методика испытаний. Эксплуатационные документы РКД. | 2,3 4 8 |
|
6 | 2. Общие принципы расчёта 2.1. Моделирование объекта расчёта. Реальный объект и расчётная схема. Расчётная модель элемента конструкции. Нагрузки, силовые факторы. 2.2. Прочностные характеристики материалов. Напряжения и деформации. Модуль упругости, коэффициент Пуассона, Закон Гука. Текучесть материала. Ползучесть материала. Коэффициенты запаса прочности. Допускаемые напряжения. 2.3. Гипотезы прочности. Главные напряжения. Обобщённый закон Гука. Эквивалентные напряжения. Критерий наибольших нормальных напряжений, первая гипотеза прочности. Критерий наибольших линейных деформаций, II гипотеза прочности. Критерий наибольших касательных напряжений, III гипотеза прочности. Критерий удельной потенциальной энергии формоизменения, IV гипотеза прочности.
| 1, 2,4 3 1 |
|
6 | 2. Влияние конструкционного материала и технологии изготовления на конструкцию машин и аппаратов Требования к конструкционным материалам; факторы, влияющие на выбор материалов; виды, области применения; характеристики, влияющие на конструкцию. Основные характеристики и свойства конструкционных материалов: чугуны, стали, легированные стали, алюминий и его сплавы, магний и его сплавы, титан и его сплавы, медь и её сплавы, свинец, редкие металлы, пластмассы, композиционные конструкционные материалы. Особо прочные материалы: теоретический предел прочности, нитевидные кристаллы, волокнистые материалы, композитные материалы на их основе. | 5 |
|
4 | 3. Бункеры для сыпучих материалов 3.1. Свойства и характеристики сыпучих материалов. Определение, классификация, получение. Гранулометрические характеристики (дисперсный) состав: эквивалентный диаметр, удельная поверхность, средние размеры, гистограммы. Физические свойства: гигроскопичность, плотность, насыпная плотность, порозность. Механические свойства: адгезия, когезия, агломерация, агрегация, слёживаемость, угол естественного откоса, предел сопротивления сдвигу, коэффициенты и углы внешнего трения, модуль деформации; коэффициенты: бокового давления, Пуассона, текучести, размалываемости; слёживаемость, комплекс для процессов перемещения. 3.2. Давление сыпучих материалов на стенки сосудов. Свойства, влияющие на сопротивление сыпучих материалов. Давление сыпучих материалов на стенки сосудов. Расчёт бункера для сыпучих материалов на прочность. 3.3. Истечение сыпучих материалов из отверстий сосудов Свободное истечение. Не свободное истечение. | 1-6 |
|
14 | 4. Расчёт сосудов 4.1. Общие положения. Параметры сосудов: рабочие, расчётные, условные. Расчётные схемы сосудов: гладкие, с кольцами жёсткости, оболочки, толстостенные и т. д. 4.2. Расчёт тонкостенных сосудов. Оболочки и их особенности. Напряжения в тонкостенных оболочках от давления. Уравнение Лапласа. Оценка изгибающих моментов и радиальных напряжений в тонкостенной оболочке. Область действия краевых моментов. Эквивалентные напряжения в оболочках по различным теориям прочности. Расчёт гладких цилиндрических, конических и шаровых обечаек, давление изнутри. Расчёт цилиндрических обечаек с кольцами жёсткости, давление изнутри. Расчёт гладких цилиндрических обечаек, давление снаружи. Расчётная длина оболочки. Условие устойчивости, условие прочности. Расчёт гладких цилиндрических обечаек при осевых растягивающих и сжимающих усилиях, нагруженных изгибающим моментом и поперечной силой. Расчёт цилиндрических обечаек с кольцами жёсткости, давление снаружи. Расчёт конических обечаек, давление изнутри, давление снаружи. 4.3. Расчёт днищ и крышек тонкостенных сосудов. Плоское круглое днище, плоская крышка с дополнительным краевым моментом, пологие конические и эллиптические днища - давление изнутри, давление снаружи. | 2-7, 9-13 |
|
7 семестр |
| ||
4 | 4.4. Сосуды высокого давления. Напряжения и их распределение в стенках толстостенных сосудов. Определение толщины стенки. Расчёт днищ толстостенных сосудов. Температурные напряжения в стенках толстостенных сосудов. Многослойные сосуды высокого давления. | 2-7, 9-13 |
|
6 | 5. Плотно-прочные разъёмные соединения 5.1. Общие сведения. Разновидности плотно-прочных разъёмных соединений. Типы, конструкции, состав фланцевых соединений. 5.2. Прокладки фланцевых соединений. Материалы прокладок, область применения. Характеристики прокладок. Высоковакуумные уплотнения. 5.3. Расчёт фланцевых соединений. Расчётная схема, силы во фланцевых соединениях. Расчёт прокладок. Выбор основных размеров фланцевого соединения. Расчёт толщины фланца. Расчёт болтов фланцевого соединения. 5.3. Уплотнения подвижных соединений. Сальники. Манжеты. Лабиринтные уплотнения. Торцевые уплотнения. | 2-7, 9-13 |
|
6 | 6. Проектирование кожухотрубных теплообменников 6.1. Типы и конструкции кожухотрубных теплообменников. 6.2. Выбор схемы и основных размеров теплообменника. Выбор схемы теплообменника. Выбор материала элементов теплообменника. Предварительное определение поверхности теплообмена. Выбор теплообменных труб. Определение числа ходов теплообменника и числа труб. Размещение труб в трубной решётке. Определение диаметра и длины обечайки корпуса теплообменника. 6.3. Определение поверхности теплообмена. Тепловой баланс. Определение коэффициента теплоотдачи со стороны греющего пара. Определение коэффициента теплоотдачи со стороны нагреваемой среды. Определение коэффициента теплопередачи и поверхности теплообмена. 6.4. Расчёт обечайки корпуса. Расчёт толщины стенки обечайки корпуса теплообменника при давлении изнутри, при давлении снаружи. Термические напряжения в кожухотрубных теплообменниках. Выбор линзового компенсатора. 6.5. Крышки и днища корпуса теплообменника. Типы и конструкции днищ и крышек аппаратов. Расчёт толщины круглых плоских, выпуклых днищ и крышек. 6.6. Расчёт трубных решёток. Типы и исполнения трубных решёток. Определение толщины трубной решётки. Проверка толщины трубной решётки из условий прочности крепления труб в трубной решётке. 6.7. Расчёт фланцевого соединения корпуса теплообменника. 6.8. Присоединительные патрубки теплообменника.
| 2-7, 9-13 |
|
4 | 7. Быстро вращающиеся элементы машин 7.1. Быстро вращающиеся оболочки. Напряжения в быстро вращающихся оболочках. Расчёт роторов центрифуг. 7.2. Быстро вращающиеся диски. Напряжения в быстро вращающихся сплошных дисках, в дисках с отверстием. Равнопрочные вращающиеся диски. | 2, 3, 4, 6, 7 |
|
4 | 8. Прочность оборудования в условиях переменных и динамических нагрузок 8.1. Характеристики циклов переменных нагрузок. 8.2. Усталость материала. Усталостная прочность, предел выносливости, факторы, влияющие на него. Коэффициент запаса усталостной прочности. 8.3 Динамические нагрузки. Динамический коэффициент. Разрушение ударом. Динамические напряжения в дробилке. | 3-7, 9-13 |
|
6 | 9. Основные положения расчёта колеблющихся систем 9.1. Свободные колебания с одной степенью свободы. Разновидности колебаний. Свободные колебания с одной степенью свободы. Продольные колебания стержня. Поперечные колебания стержня. Частота колебаний и её связь со статической деформацией. Затухание свободных колебаний. 9.2. Вынужденные колебания с одной степенью свободы. Способы возбуждения колебаний. Вынужденные колебания с одной степенью свободы. Резонанс, коэффициент демпфирования, коэффициент динамичности. Виброизоляция: с демпфированием, динамический виброгаситель, активная виброизоляция. 99.3. Расчёт упругих опор (пружин). Расчёт плоских, криволинейных, спиральных, цилиндрических пружин. 9.4. Колебания валов. Колебания валов с одним диском. Критическая частота вращения, до и за критические режимы работы. Изгибающие напряжения во вращающихся валах. Способы изменения критической частоты вращения. Влияние на критическую частоту вращения гироскопического момента, осевых усилий, анизотропии жёсткости. Критическая скорость второго порядка. Крутильные колебания валов: с одним диском, с двумя дисками. 9.5. Валы перемешивающих устройств. Выбор безопасной частоты вращения перемешивающих устройств. Расчёт валов перемешивающих устройств на прочность. |
2-4, 6, 7, 9-13 |
|
4 | 10. Расчёт корпусов вертикальных колонных аппаратов 10.1.Ветровая нагрузка на вертикальные колонные аппараты. Статическая составляющая ветровой нагрузки. Динамическая составляющая ветровой нагрузки. Период собственных колебаний колонны. 10.2. Сейсмические воздействия не колонные аппараты. Расчётные усилия от сейсмических воздействий. Совместное действие ветровой и продольных нагрузок. 10.3. Расчёт опор колонных аппаратов. | 2-4, 6, 7, 13. |
|
Итого: | 68 часов |
| |
| |||
4.2. Лабораторные работы
Таблица 5
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
Основные порталы (построено редакторами)