microbik.ru
1


Федеральное Агентство по образованию Российской Федерации

ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»

Физический факультет

«Утверждаю»

Декан физического факультета, профессор
________________ Ю.Н.Журавлев

«_____» ___________ 2009 г.

Р А Б О Ч А Я П Р О Г Р А М М А

по курсу «Современные технологии Кузбасса»

для специальности 010701 – Физика

Физический факультет

экзамен

курс - 4

семестр – 1

лекции – 36 час.

лабораторные работы – 46 час.

самостоятельная работа – 68 час.

Всего часов - 150
Составитель – д.т.н., профессор Москинов В.А.

к.х.н., доцент Звиденцова Н.С.

Кемерово

2009 г.

Рабочая программа обсуждена на заседании

кафедры экспериментальной физики.

Протокол №___ от «____» ___________2009 г.
Зав. кафедрой ___________________________ проф. Колесников Л.В.

Одобрено методической комиссией физического факультета.

Протокол №____ от «____» ___________2009 г.
Председатель ____________________________ доц. Золотарев М.Л.

1. Пояснительная записка
Одной из задач высшего профессионального образования является выработка в процессе обучения умений и компетенций по практическому использованию теоретических знаний. Ее решению способствует включение в программу подготовки студентов по специальности 010701 «Физика» изучения курса «Современные технологии Кузбасса».

Цель изучения курса – на примере технологий и используемых оборудования аппаратуры и технических средств многоотраслевого промышленного комплекса Кузбасса освоить методологию и ознакомиться с основными приемами использования научных знаний при разработке необходимых для развития новых материалов и производственных процессов. Для достижения цели предусматривается изучение теоретических основ технологических процессов, ознакомление с методами и аппаратурой типовых технологических процессов и основными технологическими процессами, используемыми на основных металлургических и химических производствах Кузбасса, характеристиками и назначением производимой продукции, а также приобретение практических навыков планирования и исследования отдельных технологических процессов и умений работать в команде.

Место дисциплины в профессиональной подготовке специалистов определяется решаемыми в процессе ее изучения задачами и состоит в подготовке студентов к практической деятельности в реальных условиях и в получении ими знаний о состоянии и перспективах развития промышленного сектора Кемеровской области.

Структура учебной дисциплины. Курс включает в себя изучение общих характеристик и теоретических основ технологических процессов, рассмотрение способов осуществления механических, гидромеханических, тепловых и массообменных процессов, ознакомление с основными технологиями промышленности Кузбасса, назначением и основными свойствами производимой продукции, освоение принципов проведения инженерных расчетов, практическое исследование некоторых механических, гидромеханических и тепловых процессов.

Особенности изучения дисциплины определяются спецификой естественнонаучного образования, не включающего в себя рассмотрение решения технических и инженерных задач в практических интересах, и недостаточностью навыков совместной творческой работы в составе коллектива (команды).

Организация изучения курса включает проведение лекционных, практических, лабораторных и самостоятельных занятий. На лекциях представляется основной материал по общим характеристикам и теоретическим основам технологических процессов, рассматриваются отдельные процессы, наиболее широко применяющиеся в промышленном секторе Кузбасса, а также технологии производства и свойства основных видов промышленной продукции. На практических занятиях осваивается методология инженерных расчетов технологических процессов и оборудования. Планируются студентами на основании поставленных преподавателем задач и технических описаний установок и выполняются коллективами из 3-4 человек. На самостоятельную работу выносятся ознакомление с научно-технической литературой по курсу, завершение инженерных расчетов и оформление результатов практических и лабораторных работ.

Требования к уровню усвоения содержания курса. В результате изучения курса студенты должны приобрести знания основ построения технологических процессов, места, значения и порядка использования в практических целях физических знаний, методологии и применимости инженерных расчетов технологических процессов и оборудования, получить представления об основных технологических процессах и продукции промышленности Кузбасса и перспективах их развития.

Контроль знаний. Текущий контроль проводится на лекционных занятиях путем выборочной проверки усвоения материала предыдущих лекций, на практических занятиях – проверкой выполняемых расчетов технологических процессов и оборудования, на лабораторных занятиях – оформленных заслушиванием отчетов по выполненным работам. Итоговым контролем знаний по курсу является экзамен, проводящийся в устной форме (заслушивание и обсуждение вопросов экзаменационного билета).

Критерии оценки знаний студентов. Знания студентов оцениваются в принятой 5-бальной шкале. Оценка «отлично» выставляется при успешной сдаче экзамена и правильно выполненных практических и лабораторных работах. В случае ошибок в ответах на вопросы экзаменационного билета, неполного или неправильного выполнения заданий на практических и лабораторных работах итоговая оценка снижается, причем степень снижения зависит от полноты и качества ответов и выполненных заданий и устанавливается преподавателем.


  1. Тематический план.




Темы

Всего

часов

Из них

лекции

лаб.

занятия

практич.

занятия

самост.

работа

1

Общая характеристика технологий

8

2







4

2

Теоретические основы технологии

28

4

8




14

3

Механические процессы

40

6

8




10

4

Гидромеханические

процессы

40

6

8




10

5

Тепловые процессы

40

6

8




10

6

Массообменные процессы

40

6

8




10

7

Основные технологии

промышленности Кузбасса

24

6

8




10




  1. Основное содержание дисциплины.

1. Содержание лекционного курса.

Тема 1. Общая характеристика технологий. Направления развития промышленности региона и основные производства Кузбасса. Механические и химические технологии. Роль химических технологий в экономике региона. Сущность и задачи технологии. Связь технологии с фундаментальными науками. Технологические компоненты промышленных производств и их характеристика. Структура технологической системы. Основные показатели производства. Общая характеристика процессов и аппаратов, используемых в современных технологиях. Применение основных физических законов к изучению технологических процессов. Расчеты технологических процессов.

Тема 2. Теоретические основы технологии. Сырье основных производств современной промышленности. Классификация видов сырья, требования, ресурсы и рациональное использование сырья, подготовка и обогащение сырья. Вода и водоподготовка: вода в природе и использование ее в промышленности, показатели качества воды, промышленная водоподготовка, сточные воды и их очистка, использование оборотных и замкнутых систем водоснабжения. Воздух и его использование в промышленности, загрязнение воздуха и обезвреживание газовых выбросов. Энергия в технологии: виды и источники энергии, использование энергии в промышленных производствах, пути и способы энергосбережения.

Тема 3. Механические процессы в технологии:

  • перемещение твердых материалов: общие сведения, типы устройств, расчет непрерывного транспорта;

  • измельчение твердых материалов: общие сведения, физические основы, оборудование и схемы измельчения;

  • классификация (сортировка) материалов: общие сведения, устройство и типы грохотов, способы грохочения, гидравлическая классификация и воздушная сепарация;

  • дозирование и смешивание твердых материалов: бункеры и затворы к ним, питатели, дозаторы, смесители твердых и жидких материалов.

Тема 4. Гидромеханические процессы:

  • основы гидравлики: основные физические свойства жидкостей, материальный и энергетический балансы потока, режимы движения вязкой жидкости, элементы теории подобия, движение тел в жидкости, движение жидкостей через зернистый и пористый слои, гидравлика кипящего (псевдоожиженного) слоя;

  • перемещение жидкостей и газов: трубопроводы, насосы и компрессоры (типы и основные параметры), вакуум-насосы;

  • разделение жидких неоднородных систем, суспензий и эмульсий: отстаивание (общие сведения, скорость осаждения, устройство и расчет отстойников), фильтрование (общие сведения о теории фильтрования, устройство, типы и расчет фильтров, промывка осадков), центрифугирование (общие сведения, устройство и расчет центрифуг);

  • очистка газов: общие сведения, устройство и выбор газоочистительных аппаратов;

  • перемешивание: общие сведения. расход энергии на перемешивание, устройство мешалок.

Тема 5. Тепловые процессы:

  • основы теплопередачи: общие сведения, тепловой баланс, уравнения передачи тепла, передача тепла через стенку, конвекция, лучеиспускание, потери тепла в окружающую среду;

  • нагревание и охлаждение: способы, устройство теплообменных аппаратов и их расчет, теплообмен в кипящем слое;

  • выпаривание: способы, устройство и расчет выпарных аппаратов;

  • кристаллизация: устройство и расчет кристаллизаторов;

  • искусственное охлаждение: термодинамические основы, компрессионные холодильные машины, холодильные агенты.

Тема 6. Массообменные процессы:

  • теория процессов массопередачи: общие сведения о массообменных процессах, межфазное равновесие, материальный баланс массообмена, уравнения и методы расчета процессов массопередачи;

  • абсорбция: общие сведения, физические основы, устройство и способы расчета абсорберов, десорбция, схемы абсорбционных установок;

  • экстракция: общие сведения, физические основы, устройство и расчет экстракторов, схемы экстракционных установок;

  • ректификация: общие сведения, основные свойства смесей жидкостей и их паров, материальный и тепловой балансы, устройство и расчет ректификационных установок и их схемы, простая перегонка;

  • адсорбция: общие сведения, теория адсорбции, устройство и расчет адсорберов;

  • сушка: общие сведения, свойства влажного газа (воздуха), Ix –диаграмма влажного воздуха, материальный и тепловой балансы сушки, кинетика сушки, устройство и расчет сушилок, схемы сушки;

  • химические реактора: проточные, емкостные, многослойные, каталитические. колонные, трубчатые. печи, пленочные аппараты.

Тема 7. Основные технологии промышленности Кузбасса.

  • производство чугуна: состав и свойства чугунов, руды, флюсы, топливо и их подготовка к плавке, доменный процесс и его продукты;

  • производство стали: состав и свойства сталей, процессы производства (конверторный, мартеновский, в электрических дуговых индукционных печах), разливка стали. непрерывные сталеплавильные процессы, получение сплавов;

  • производство алюминия: сырье, подготовка, гидрометаллургическое получение концентрата, электролиз. рафинирование, разливка;

  • производство кокса: состав, свойства, технология коксования;

  • производство полимеров и изделий из пластмасс: получение, свойства, структура и классификация полимеров, способы получения, технология производства изделий из пластмасс;

  • производства капролактама и карбамида: сырье, технологические схемы.



Лабораторные работы

по курсу «Современные технологии Кузбасса»
Лабораторные занятия включают изучение механических, гидродинамических, тепловых и массообменных процессов на установках кафедры экспериментальной физики физического факультета КемГУ и лаборатории общей химической технологии химического факультета КемГУ.

Цель лабораторного исследовательского практикума – изучить основные технологические процессы и получить практические навыки планирования исследований, их проведения, обработки, анализа и представления результатов.
Цикл 1. Механические технологические процессы

Работа 1. Исследование классификации твердых порошков

Задача: по самостоятельно разработанному плану установить условия (частоту и амплитуду колебаний сит, требуемую продолжительность процесса) сухого рассева сыпучих материалов на анализаторе А 20. Провести анализ полученных результатов, оформить и представить работу.

Работа 2. Исследование измельчения твердых материалов

на молотковой дробилке МД2х2

Задача: разработать план и провести исследование влияния природы, размеров и условий подачи в дробилку кусковых твердых материалов на результаты измельчения. Провести анализ полученных результатов, оформить и представить работу.

Работа 3. Исследование измельчения полимерных материалов

на роторной ножевой мельнице РМ 120

Задача: разработать план и провести исследование измельчения полимерных и листовых материалов. Провести анализ полученных результатов, оформить и представить работу.

Работа 4. Исследование измельчения твердых материалов

на виброинерционной конусной мельнице-дробилке

Задача: изучить работу виброинерционной конусной мельницы-дробилки изучит влияние на степень измельчения размера исходных частиц материала. Провести анализ полученных результатов, оформить и представить работу.

Работа 5. Исследование транспортировки сыпучих материалов

на вибрационном транспортере

Задача: исследовать влияние амплитуды колебаний лотка элетровибрационного герметизированного питателя ПГ-1 и размеров частиц материала на скорость транспортирования. Провести анализ полученных результатов, оформить и представить работу.

Работа 6. Исследование работы турбулентного смесителя

Задача: изучить влияние условий и продолжительности смешения твердых материалов на турбулентном смесителе на равномерность получаемого продукта.
Цикл 2. Гидромеханические технологические процессы

Работа 7. Исследование движения жидкости по трубопроводу

и истечения жидкости через отверстия

Задача: разработать методику исследования, собрать установку, получить экспериментальные данные по скорости движения воды в зависимости от напора, сопротивления течению сил трения и местных сопротивлений, провести анализ результатов, оформить и представить работу.

Работа 8. Исследование движения жидкости

через зернистый и пористый слои

Задача: разработать методику исследования сопротивления движению жидкости зернистых и пористых слоев, получить опытные данные по влиянию свободного объема зернистого слоя на скорость движения жидкости, провести анализ результатов, оформить и представить работу.

Работа 9. Изучение кипящего слоя

Задача: наблюдение образования псевдоожиженного слоя при прохождении воздуха через зернистый материал и экспериментальное определение скорости псевдоожижения и скорости уноса. Оформление и представление работы.
Цикл 3. Тепловые процессы

Работа 10. Изучение теплообмена

Задача: изучить работу теплообменника типа «труба в трубе», экспериментально изучить теплообмен и на основе проведенных замеров провести тепловой расчет теплообменника. Оформить и представить работу.

3. Практические занятия.

На практических занятиях детализируются отдельные положения лекционного курса и изучаются методы расчета отдельных технологических процессов и технологических схем.
Основная литература


  1. Абалонин Б.Е., Кузнецов И.М., Харлампиди Х.Э. Основы химических производств. – М.: Химия, 2001. – 472 с.

  2. Касаткин А.Е. Основные процессы и аппараты химической технологии.

М., Альянс, 2008. 750 с. – 1 экз

  1. Бесков В.С. Общая химическая технология. – М.: Академия, 2006. 452 с. 1 экз.

  2. Кутепов А.М. Общая химическая технология – М. 2007. 524 с. – 1 экз.


Дополнительная литература


  1. Кондауров Б.П., Александров В.И., Артемов А.В. Общая химическая технология. – М.: Издательский центр «Академия» 2005. – 336 с.

  2. Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии. – М.: Химия, 1999. – 472 с.

  3. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии, ч. 1-2. – М.: Химия, 1992.

  4. Технология металлов и материаловедение / Б.В.Кнорозов, Л.Ф.Усова, А.В.Третьяков и др. – М.: Металлургия, 1987. – 800 с.

  5. Чугун и его свойства / В.К.Афанасьев, Б.А.Кустов. С.А.Гладышев и др. – Кемерово: «Кузбассвузиздат», 2004. – 344 с.

  6. Павлов В.К., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1981. – 560 с.

  7. Процессы и аппараты химической технологии: Лаб. практикум / А.И.Ершов, В.А.Марков, И.М.Плехов, В.М.Собин. – Мн.: Университетское, 1988. – 173 с.

  8. Афанасьев В.К., Кустов Б.А., Гладышев С.А. Чугун и его свойства. – Кемерово: «Кузбассвузиздат», 2004. – 344 с. – 3 экз.

  9. Общий курс процессов и аппаратов.В 2 кн. Кн.2 [Текст] : Учебник для вузов / В.Г. Айнштейн; Ред. В.Г. Айнштейн, 2000. - 1760 с.

  10. Тепловые процессы и аппараты [Текст] : учеб.-метод. пособие / Кемеровский гос. ун-т, Кафедра химии твердого тела, 2007. - 42 с.

  11. Гидромеханические, тепловые и массообменные процессы (лабораторный практикум) [Текст] : учеб. метод. пособие / Кемеровский гос. ун-т, 2008. - 43 с.

  12. Кукушкина И.И. Топливно-энергетическое производство и состояние окружающей среды [Текст] : учеб. пособие, КемГУ, 2009. - 293 с.



Сведения об учебниках

Количество

экземпляров

в библиотеке

на момент

утверждения

программы

Электронный

вариант

в библиотеке

факультета

Наименование, гриф

Автор

Год

издания

Основы химических производств. – М.: Химия

Абалонин Б.Е., Кузнецов И.М., Харлампиди Х.Э.

2001

2




Процессы и аппараты химической технологии, ч. 1 – М.: Химия

Дытнерский Ю.И.

1995

5




Процессы и аппараты химической технологии, ч. 2 – М.: Химия

Дытнерский Ю.И.

1995

5




Общая химическая технология – М.

Бесков В.С.

2006

1




Общая химическая технология – М.

Кутепов А.М.

2007

1






7. Дополнения и изменения к рабочей программе по курсу

«Современные технологии Кузбасса»

Сведения о переутверждении рабочей программы на текущий учебный год и регистрация изменений





№ изменения

Учебный год

Содержание изменений

Преподаватель- разработчик программы

Рабочая программа пересмотрена и одобрена

на заседании

кафедры ЭФ

Протокол №____ «__» _____ 200_ г.


Внесенные изменения утверждаю:

Первый проректор КемГУ (декан)

«___» _______ 200_г.