Методические рекомендации к изучению дисциплины и к организации самостоятельной работы студентов для модульно-рейтинговой технологии обучения Бийск

1.4 Индивидуальные расчетные задания (ИРЗ)

1.4.1 Целью выполнения ИРЗ является получение практических навыков анализа и расчета основных параметров и количественных характеристик процесса, работа с учебной и справочной литературой, оформление текстовых документов.

1.4.2 Изучение каждого модуля завершается выполнением индивидуального расчетного задания, котороеосуществляется по единой схеме:

  • 1 этап рассмотрение физической сущности и назначения процесса;

  • 2 этап выбор соответствующей схемы процесса и конструкции аппарата, что предполагает не только знание факторов, влияющих на технико-экономические показатели процесса, и характер этого влияния, но и умение находить оптимальное решение;

  • 3 этап расчет заданных параметров процесса и аппарата. Выполнение этого этапа следует начать с анализа и выбора метода расчета (расчетной модели). При этом особое внимание следует уделить определению области применения того или иного метода расчета и сопоставлению его с заданными условиями;

  • 4 этап анализ полученных результатов, возможных путей интенсификации и совершенствования процесса и его аппаратурного оформления.

1.4.3 Численные значения величин, входящих в математическое описание технологического процесса, зависят от единиц измерения этих величин. Совокупность согласованных единиц измерения составляет систему единиц. Смешение разных систем единиц и использование внесистемных единиц – одна из наиболее часто встречающихся причин ошибки в технологических расчетах.

Рекомендуется первоначально выразить единицы измерения всех величин в единой системе единиц, только после этого приступить к расчетам. Попытки вести пересчет единиц в ходе самого расчета – источник ошибок.

1.4.4 Технологические расчеты должны проводиться с определенной точностью. Чаще всего допускаемая погрешность в инженерных расчетах составляет доли процента.

Чтобы выдержать эту точность, рекомендуется брать величины с тремя значащими цифрами (например: «25,6» или «2,56», или «0,256», или «0,0256»). Исключением являются цифры, начинающиеся с единицы: во избежание снижения точности их целесообразно брать с четырьмя значащими цифрами.

Обычно точность получаемого результата не превышает точности исходных (заложенных в расчет) данных и точности самого метода расчета.

1.4.5 Пояснительная записка к ИРЗ оформляется на стандартных листах формата А4. Терминология и определения в записке должны быть едиными и соответствовать установленным стандартам, а при их отсутствии – общепринятым в научно-технической литературе. Сокращения слов в тексте и подписях, как правило, не допускаются, за исключением сокращений, установленных стандартом.

Все расчетные формулы в пояснительной записке приводятся сначала в общем виде, нумеруются, дается объяснение обозначений и размерностей всех входящих в формулу величин. Затем в формулу подставляются численные значения величин и записывают результат расчета.

В тексте в квадратных скобках указываются ссылки на источник основных расчетных формул, физических констант и других справочных данных.

Все иллюстрации (графики, схемы, чертежи) именуются рисунками, которые также, как и уравнения, и таблицы нумеруются. Подписи под рисунками и названия таблиц должны быть краткими.

В списке использованной литературы источники, на которые ссылаются в пояснительной записке, располагаются в порядке упоминания их в тексте.

1.4.6 Допускается и рекомендуется выполнять ИРЗ с применением ЭВМ и использованием типовых программ, которые представлены в данном пособии или разработаны исполнителем.

1.4.7 При выполнении ИРЗ следует иметь в виду, что умение мобилизовать все накопленные знания и опыт для решения конкретной задачи, тщательно обосновывать любое принимаемое решение, критически относиться к полученным результатам, постоянно искать оптимальное, «лучшее» решение – это то, что нужно и необходимо всегда, в любых ситуациях, это то, что в себе надо всегда и постоянно тренировать. И это то, что нужно и необходимо для успешного выполнения ИРЗ.

1.5 Самостоятельная работа студентов (СРС)

1.5.1 План-график изучения дисциплины составлен исходя из того, что студент еженедельно 4–5 часов самостоятельно выполняет задания, предусмотренные этим планом.

1.5.2 Содержательная и методическая сторона заданий предполагают, что самостоятельная работа должна протекать по ряду параллельных направлений, отличных друг от друга по своим образовательным и формирующим целям: работа с учебной и научной литературой, выполнение лабораторных работ, тестовых заданий, решение типовых задач, выполнение индивидуальных заданий, написание докладов, сообщений, рефератов, подготовка к промежуточным экзаменам.

При этом следует всегда помнить, что сверхзадача не в том, чтобы знать описание того или иного процесса, а в том, чтобы усвоить общие подходы к рассмотрению явлений и процессов, к постановке технологических задач и общие приемы анализа этих явлений и процессов, что позволит подойти к описанию любого (даже незнакомого) процесса, провести его анализ-синтез на уровне ПАХТ. С этой целью следует освоить метод системного подхода к изучению материала, выделить наиболее общие, фундаментальные принципы, лежащие в основе материала, а затем рассмотреть более частные вопросы каждого раздела.

1.5.3 Самостоятельное изучение материала (в программе эти разделы отмечены звездочкой «») должно сопровождаться составлением конспектов, которые можно использовать во время текущего или рубежного контроля знаний.

Форма конспекта может быть произвольной, но целесообразно строить его в виде плана-конспекта: слева на полях выделяют основные подразделы, порядок расположения которых в конспекте должен соответствовать требованиям построения системы опорных знаний.

1.5.4 Необходимым и весьма важным видом СРС является работа с тестами. Следует подчеркнуть, что они выполняют не только контролирующие функции, но и предназначены для активизации познавательного процесса: принимая решения и отбрасывая неверные ответы, студент встречается с необходимостью не просто усваивать информацию, а анализировать ее, делать выводы и таким образом подходить к верному ответу на поставленный вопрос. При этом последовательность поиска правильного ответа на поставленный вопрос должна быть следующей:

  • проанализировать поставленный вопрос, определить и сформулировать тот закон, понятия, «свойства», которые лежат в его основе (уяснить постановку задачи);

  • вспомнить или выучить основные характеристики и закономерности этого «свойства»;

  • на основе этих закономерностей установить характер влияния указанного в вопросе воздействия (параметра) на это «свойство»;

  • сопоставить найденное решение с предоставленными вариантами ответов и выбрать идентичный.

Работа с тестами эффективна только при том условии, что во главу угла будет поставлена доказательная сторона этой работы.

1.5.5 Термины и понятия – это язык дисциплины, что и определяет важность изучения их сущности.

2 МОДУЛЬ 1. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ И ПРИНЦИПЫ

АНАЛИЗА И РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ
ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

2.1 Цель обучения

Изучить основные закономерности процессов химической технологии, выявить их общность и получить навыки применения общих подходов к их анализу и расчету.

2.2 Программа модуля № 1

Введение. Предмет и задачи курса. Значение курса ПАХТ в подготовке специалистов в области химической технологии (ХТ). Структура курса.

Основные закономерности и общие принципы расчета аппаратов химической технологии.Основные характеристики (свойства) рабочих тел*. Перенос субстанции в ХТ. Экстенсивные и интенсивные величины. Локальные и конвективные изменения параметров процессов в потоках.

Классификация основных процессов ХТ. Непрерывные и периодические процессы, их характеристики и области рационального применения в химической промышленности (ХП). Стационарные и нестационарные процессы.

Законы сохранения импульса, энергии и массы. Сущность метода и цель составления балансов. Общее балансовое соотношение.

Законы равновесия. Равновесные и рабочие параметры. Направление и движущая сила процессов переноса субстанций. Правило фаз*. Принцип Ле Шателье*.

Законы переноса импульса, энергии и массы. Механизмы переноса субстанций. Потенциалы переноса и удельные потоки субстанций. Основное уравнение переноса субстанций, области его применения. Уравнение неразрывности потока, дифференциальные уравнения, описывающие поля скоростей, температур и концентраций, субстанциональная производная.

Общий вид уравнений скорости процессов; движущие силы и кинетические коэффициенты. Лимитирующие стадии процессов. Интенсификация процессов ХТ. Аналогия процессов переноса*.

Общие принципы технологического расчета процессов и аппаратов ХТ.

Методы исследования процессов и аппаратов ХТ. Место и роль теоретических и экспериментальных исследований, вычислительного эксперимента с использованием ЭВМ. Системный подход к изучению и созданию новых процессов и аппаратов. Моделирование процессов ХТ: сущность, основные методы.

Физическое моделирование. Метод обобщенных переменных: сущность метода, области применения, достоинства и недостатки. Подобные процессы. Виды подобия; константы, инварианты, симплексы и критерии подобия. Анализ дифференциальных уравнений методами обобщенных переменных. Критериальные уравнения и области их применения. Метод анализа размерностей.

Математическое моделирование. Общая схема процесса математического моделирования. Связь математического и физического моделирования.

Технико-экономическая оценка эффективностихимико-технологических процессов. Критерии оптимальных процессов. Оптимизация процессов.

Примечание – здесь и далее «*» отмечены темы для самостоятельного изучения (подробнее п. 1.5.3).

2.3 Объем модуля и виды учебных занятий

Вид учебной работы

Всего часов

Общая трудоемкость модуля

24

Аудиторные занятия

В том числе:

Лекции

Практические занятия

16

8

8

Самостоятельная работа

8

2.4 Структурно-логическая схема модуля № 1

Технологические процессы различных химических производств представляют собой комбинацию сравнительно небольшого числа типовых (основных) процессов (фильтрование, нагревание, охлаждение, сушка и другие).

Теоретические основы этих процессов, методы их расчета и принципы наиболее рационального аппаратурного оформления составляют предмет и содержание курса процессов и аппаратов химической технологии.

Изучение курса строится на базе методологии системного подхода, основным понятием которого является «система» – совокупность элементов, находящихся во взаимодействии между собой и окружающим миром. Без понимания этого взаимодействия невозможно понять сущность «системы», которой, по сути, является любой объект природы и общества. Поэтому при анализе химико-технологического процесса особое внимание следует обращать на взаимодействие составляющих его элементов.

В системном анализе курса «Процессы и аппараты химической технологии» первым этапом изучения является рассмотрение всей дисциплины как единой системы знаний и выявление ее роли в общеинженерной подготовке.

Вторым этапом изучения является рассмотрение структуры самого курса ПАХТ и иерархии его подсистем.

Дисциплина ПАХТ включает в себя две подсистемы одного уровня: теоретическую, в которой рассматриваются основные закономерности процессов и методы их изучения, и практическую, в которой рассматриваются типовые процессы с изучением конструкций аппаратов и методов их расчета.

В зависимости от постановки проблем возможны различные классификацииПАХТ, например:

по физической сущности процесса (гидромеханические, тепловые, массообменные);

способу организации (периодические, непрерывные и комбинированные).

Протекание процессов в химических производствах в той или иной мере связано с переносом различными механизмами какой-либо субстанции– количества движения (импульса), теплоты, вещества (массы), иногда нескольких субстанций одновременно. Классифицировать механизмы переноса удобнее всего по уровню, т.е. масштабу, в котором осуществляется элементарный акт переноса. По этому признаку выделяют квантовый, молекулярный и конвективный механизмы переноса. Необходимо отметить особенность конвективного переноса – его большую мощность. Обычно химико-технологические процессы осуществляются при взаимодействии фаз: контакт между фазами может быть непосредственным (большинство процессов переноса массы) или через разделяющую стенку (большинство процессов переноса энергии-теплоты). Для достижения заданных изменений макроскопических свойств участвующих в процессе веществ на систему оказывают внешнее воздействие, которое приводит к переносу субстанции. Предельным состоянием системы является подвижное равновесие, которое не приводит к изменению макроскопических свойств участвующих в процессе веществ во времени и пространстве. Таким образом, равновесным называется такое состояние системы, при котором перенос субстанции отсутствует. Все самопроизвольные процессы протекают в направлении достижения равновесия. Чем в большей степени состояние системы отклоняется от равновесия, тем выше скорость процесса переноса субстанций между фазами вследствие увеличения движущей силы, обусловливающей этот процесс.

Теоретической основой (рисунок 2.1) всех технологических процессов являются: законы сохранения, равновесия и переноса субстанций (для химических процессов – еще и законы химической кинетики).

  1. Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения Бийск (1)

    Учебное пособие
    В данном учебном пособии представлена система методической документации для модульно-рейтинговой технологии изучения раздела «Растворы. Дисперсные системы» курса «Химия», а также для изучения дисциплин, рабочие программы которых предусматривают
  2. Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения Бийск (2)

    Учебное пособие
    В данном учебном пособии представлена система методической документации для модульно-рейтинговой технологии изучения раздела «Строение атома и вещества» курса «Химии», а также для изучения дисциплин, рабочие программы которых предусматривают
  3. Самостоятельная работа студентов методические рекомендации по изучению дисциплины «Химия» для студентов, обучающихся по направлению подготовки 260106 всех форм обучения

    Самостоятельная работа
    Разработано в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО для направления подготовки 260106 на основе рабочей программы дисциплины «Химия»
  4. Методические рекомендации по самостоятельной работе студентов для всех специальностей и форм обучения Бийск (1)

    Методические рекомендации
    Культурология: методические рекомендации по самостоятельной работе студентов для всех специальностей и форм обучения / Н.И. Сергеева; Алт. гос. техн. ун-т, БТИ.
  5. Методические рекомендации по самостоятельной работе студентов для всех специальностей и форм обучения Бийск (2)

    Методические рекомендации
    Методические рекомендации по самостоятельной работе разрабо-таны в соответствии с требованиями Государственного образователь-ного стандарта высшего профессионального образования.
  6. Методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы и изучению дисциплины «Аудит качества» для студентов специальности 220501. 65 «Управление качеством» Бийск

    Методические рекомендации
    Аудит качества: методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы и изучению дисциплины «Аудит качества» для студентов специальности 220501.
  7. Методические рекомендации к курсовому проекту по процессам и аппаратам химических и пищевых технологий для студентов специальностей 240706, 260601, 240701, 240702, 260204, 240901 дневной, вечерней и заочной форм обучения

    Методические рекомендации
    Резанов К.Р. Общие требования к содержанию, организации выполнения и оформлению курсового проекта (работы) по курсам процессов и аппаратов химических и пищевых технологий: методические рекомендации к курсовому проекту по процессам
  8. Методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы и изучению дисциплины «Статистические методы в управлении качеством» для студентов специальности 220501. 65 «Управление качеством»

    Методические рекомендации
    Статистические методы в управлении качеством: методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы и изучению дисциплины «Статистические методы в управлении качеством» для студентов специальности 220501.
  9. Самостоятельная работа студентов методиче ские рекомендации по изучению дисциплины

    Самостоятельная работа
    Разработано в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО для направлений подготовки 240702 на основе рабочей программы дисциплины «Физико-химическая стабильность высоконаполненных композиций»

Другие похожие документы..