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《过程设备工程设计概论》教学大纲开课单位机电工程学院过程装备系课程编号21040150课程名称过程设备工程设计概论英文名称Introduction toEngineering Designof ProcessEquipment学时24学分
1.5适用专业过程装备与控制工程课程性质限选先修课程工程力学、工程材料及机械制造基础、金属工艺学、机械设计基础、化工原理、电工与电子技术、过程设备设计、过程流体机械、化工流体密封技术
一、课程教学目标
1.对专业人才培养目标支撑通过对过程设备工程设计概论课程的学习,使学生能够综合运用基础课与技术基础课的基本理论,使毕业生适应市场的需求,达到工程设计、制造和管理等训练的基本要求,以培养学生的素质、知识与能力为目标旨在使本专业本科毕业生通过课程的学习较为全面地了解工程设计的思路、方法和过程,培养学生综合运用所学基础知识、专业知识分析和解决工程实际问题的能力通过对典型设备的设计,使学生了解和熟悉这些典型设备的基本工作原理、结构、用途、性能、特性以及表征其生产能力的技术指标,达到本科毕业生在从事专业工作前应有的全面、系统的工程概念和指导思想
2.在课程体系中地位、作用过程设备工程设计概论是过程装备与控制工程专业的一门重要的本科专业课,它是为培养学生成为素质高、知识精与能力强的现代工程师而设置的,使学生具有过程设备应力分析及工程设计能力《过程设备工程设计概论》是一门研究过程设备的工程设计方法、技术要领和设计程序以及管理过程的科学因为过程设备是石油、化工机械中核心装置,因此《过程设备工程设计概论》在过程装备与控制工程专业的课程中处于主要地位,是重要的专业方向课程工程制图------------工程材料及机械制造基>理论技术基专业基础课<机械设计基础J具有典型<化工过程(设r化工流体密封技术>常见化工设备设计能力------------过程流体机械专业方向课K---------------------------过程设备设计指导思想、设j计方法、步骤<过程设备工程设计概论图1《过程设备工程设计概论》与已学相关课程的关系过程设备的主要任务典型壳体强度计算压力容器的监造、检验技术要领、与验收设计程序主要零部设计参数的确定卜件计算结构设计图2课程总体结构图
3.对专业培养要求支撑通过课程学习学生应获得以下几方面毕业要求中的知识、能力与素质
1.毕业要求3中的掌握工程基础知识和过程装备与控制工程相关的专业基础理论知识,具有系统的过程装备实践学习经历,了解过程装备与控制工程专业前沿发展现状和趋势;
2.毕业要求7中的了解过程工业及相关行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法律、法规,能正确认识工程对于客观世界和社会的影响;
3.毕业要求8中的具有一定的组织管理能力、表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力;
4.毕业要求9中的对终身学习有正确的认识,具有不断学习和适应发展的能力;
5.毕业要求10中的具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力
二、教学内容及基本要求第一章过程设备设计概论了解压力容器设计规范标准ASME(美),JISB(日)等;理解我国压力容器的质量保证体系及安全监察GB150,JB4732,JB/T4735等;掌握压力容器的分类,即按压力、容器在生产中的作用、安装方式、安全技术管理等分类方法分类本部分内容主要培养学生掌握工程基础知识的能力用课堂提问、课堂讨论等方式考核学生是否达到了该项能力第二章过程设备设计技术文件的构成及编制理解设计文件的组成、说明,设计图样的说明;掌握过程设备图样的基本画法本部分内容主要培养学生掌握工程基础知识和专业知识的能力用课堂提问、课堂作业、测验等方式考核学生是否达到了该项能力第三章材料了解压力容器常用钢材、有色金属和非金属材料的特点及主要牌号;理解压力容器制造工艺对钢材性能的影响,包括塑性变形、焊接和热处理等;理解环境对钢材性能的影响,包括温度、介质、加载速率等;理解压力容器用钢的基本要求及选材原则本部分内容主要培养学生掌握工程基础知识和专业知识的能力用课堂提问、课堂作业等方式考核学生是否达到了该项能力第四章结构设计与焊接了解过程设备总体结构筒体、封头、密封装置、开孔与接管、支座、安全附件等;理解容器法兰与管法兰的结构特点及应用场合;掌握压力容器附件设计方法,包括支座、检查孔和安全泄放装置等本部分内容主要培养学生掌握工程基础知识和专业知识的能力用课堂提问、课堂作业、测验等方式考核学生是否达到了该项能力第五章焊接结构掌握常见焊接接头形式;理解压力容器焊接结构的设计原则;理解常见的焊接材料特性,包括焊丝、焊剂等本部分内容主要培养学生掌握工程基础知识和专业知识的能力用课堂提问、课堂作业等方式考核学生是否达到了该项能力第六章压力容器设计参数的确定理解《压力容器》GB150试用范围与不适用范围及压力容器的范围;掌握设计参数的确定;理解压力试验及气密性试验目的、要求、程序及方法本部分内容主要培养学生掌握工程基础知识和专业知识的能力用课堂提问、课堂作业、测验等方式考核学生是否达到了该项能力第七章压力容器典型壳体强度计算掌握内压、外压容器的圆筒、管子及壁厚的计算并进行强度校核;掌握判别开孔补强的依据、方法、原理等本部分内容主要培养学生掌握工程基础知识和专业知识的能力用课堂提问、课堂作业、测验等方式考核学生是否达到了该项能力第八章压力容器的监造、检验与验收了解项目监造、检验管理规定;理解常规无损检测方法及操作;理解压力容器试验目的、要求、程序及方法本部分内容主要培养学生掌握工程基础知识和专业知识的能力用课堂提问、课堂作业等方式考核学生是否达到了该项能力第九章典型设备强度计算书了解填料塔填料的类型、掌握填料塔内件及附件的结构设计,包括塔体结构、塔盘结构、除沫器、裙座、吊柱等;理解塔的固有周期、塔的载荷分析,掌握筒体和裙座的强度及稳定性校核,理解风的诱导振动及塔设备的防振措施了解机械搅拌反应器基本结构,包括搅拌容器、搅拌器、搅拌轴、密封装置、传动装置等,掌握搅拌容器及搅拌轴的设计理解管壳式换热器的基本类型及结构,了解管板设计、膨胀节设计的方法,理解管束振动的机理及防振措施;了解卧式储罐的基本结构,掌握卧式储罐的设计方法本部分内容主要培养学生掌握工程基础知识和专业知识的能力用课堂提问、课堂作业、测验等方式考核学生是否达到了该项能力第十章过程设备设计计算问题解析掌握常见压力容器的基本理论知识,理解不同类型的压力容器的设计管理及条例与规程本部分内容主要培养学生掌握工程基础知识和专业知识的能力用课堂提问、课堂作业、测验等方式考核学生是否达到了该项能力
三、教学安排及方式过程设备工程设计概论是一门理论性较强的专业方向课,教学方式为课堂讲授课程开设时间在第七学期,计划学时为24学时学生课内与课外所用时间比为L1,具体安排如下:主要内容讲课学时课内外比例第一章过程设备设计概论21:1第二章过程设备设计技术文件的构成及编制21:1第三章材料21:1第四章结构设计与焊接41:1第五章焊接结构21:1第六章压力容器设计参数的确定41:1第七章压力容器典型壳体强度计算21:1第八章压力容器的监造、检验与验收21:1第九章典型设备强度计算书21:1第十章过程设备设计计算问题剖析21:1
四、考核方式本课程考核方式为考查形式,课程成绩为等级形式,成绩主要由学生独立完成的大作业或者课堂测试以及平时成绩构成具体构成比例为大作业或测试成绩占70%,平时30%平时成绩由课题作业10分、出勤5分、课堂提问10分和平时表现5分组成
五、推荐教材与参考资料
1.推荐教材《过程设备工程设计概论》,陈庆,邵泽波主编,化学工业出版社
2.参考资料1GB150-2011《压力容器》;2JB4732-1995《钢制压力容器-分析设计标准》;3JB/T4735-1997《钢制焊接常压设备》;4《管壳理论》,刘鸿文主编,浙江大学出版社;5《化工容器设计》,吴泽伟主编,湖北科学技术出版社;6《化工容器设计》,王志文主编,化学工业出版社;7《化工容器及设备》,余国琮等主编,天津大学出版社;8《过程设备设计》第三版,郑津洋,董其伍,桑芝富主编,化学工业出版社。