Методичка по МиАХП

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И УКАЗАНИЯ Курсовой проект является самостоятельной работой студента. Для руководства проектом каждому студенту назначается руководи­тель, который консультирует и осуществляет общий контроль за хо­дом проектирования. Темой курсового проекта может быть разработка или модерни­зация конструкции машины (аппарата), проект или реконструкция промышленной, опытной или опытно-промышленной установки какого­-либо химического производства.
Задание на проектирование вырабатывается руководителем сов­местно со студентом на основании анализа действующего производ­ства и выявления наиболее "узких" мест в эксплуатации и ремонте оборудования. Перед практикой студенту дневного обучения опреде­ляется общее направление исследования в виде цеха или отделения определенного химического производства. Задание на проектирова­ние формируется в ходе практики с участием руководителя от пред­приятия. Студенты заочного обучения выбирают тему на основе ана­лиза проблем, имеющихся на предприятиях по месту работы. После обсуждения с руководителем тема курсового проекта утверждается распоряжением по кафедре и выдается студентам в виде задания. Курсовой проект может быть заменен научно-исследовательской работой в том случае, если студент принимает активное участие в выполнении хоздоговорных и госбюджетных научно-исследовательских работ кафедры. Выполнение курсового проекта (работы) должно вестись соглас­но плану, утвержденному руководителем. Полностью выполненный про­ект, подписанный студентом и руководителем представляется к за­щите в комиссию в сроки, установленные графиком защит. Состав комиссии назначается заведующим кафедрой. 2. ЦЕЛЬ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ Курсовой проект является заключительным этапом в изучении курса “Машины и аппараты химических производств”. Цель курсового проектирования - закрепить и расширить теоретические знания по дисциплинам специализации; научиться основам выполнения проектно-расчетных работ и их оформлении в соответствии с нормативно-технической документацией; выработать навыки использования полученных знаний для практического решения инженерных задач. В процессе курсового проектирования проверяется степень усвоения курса "Машины и аппараты химических производств" и дру­гих дисциплин, умение студента самостоятельно углублять свои знания и применять эти знания для решения практических задач. Выполнение курсового проекта является важным этапом в подготовке к ра­боте над дипломным проектом. 3. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Основными задачами курсового проекта является разработка (модернизация) конструкции аппарата или машины и определение оп­тимальных режимов ее эксплуатации. Проанализировав опыт эксплуа­тации, студент должен выявить недостатки существующей конструк­ции и внести изменения (или разработать новую конструкцию), на­правленные на их ликвидацию и улучшение эксплуатационных пока­зателей (например, снижение металлоемкости; устранение трудоем­ких ручных операций при обслуживании и пр.). При разработке ап­парата или машины необходимо ориентироваться на конструкции, отвечающие современному уровню развития науки и техники. Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графических документов. Пояснительная записка имеет следующие разделы и подразде­лы (в скобках указан примерный объем разделов): 1. Введение (2-3 с.). 2. Конструкторская часть (15-20 с.). 2.1. Техническое задание. 2.2. Литературно-патентный поиск. 2.3. Описание конструкции и принципа работы. 2.4. Расчет технической характеристики. 2.5. Выбор и обоснование материалов конструкции. 3. Расчеты на прочность (8-10 с.). 4. Сборка и монтаж конструкции (3-4 с.). 5. Эксплуатация и ремонт (4-5 с.). 6. Заключение (1-2 с.). 7. Список использованных источников. 8. Приложение. Общий объем графических документов проекта регламентируется 4 листами формата Al. В состав графических материалов желательно включить чертежи общего вида, сборочные чертежи, черте­жи деталей, монтажный чертёж или чертёж сборки и испытания ма­шины (аппарата). Введение. Содержит краткую характеристику, перспективы развития, роль и место производства в народном хозяйстве. Приводится крат­кое описание существующего способа производства. В описании ука­зываются основные технологические стадии с пояснением протекаю­щих в них химических, теплообменных и энергетических процессов. Приводятся технические характеристики основного оборудования, содержащие сведения о назначении, типе оборудования и т. п. Де­лаются выводы о соответствии характеристик установленного обо­рудования рабочим условиям эксплуатации, выявляются морально ус­таревшее и технически несовершенное оборудование, аппараты (ма­шины), лимитирующие производительность технологического процес­са и т.д. Даётся заключение о необходимости (целесообразности) замены или модернизации оборудования. Формулируется задача кур­сового проекта и пути её решения. Конструкторская часть. В этом разделе приводятся результаты конструкторских разработок, связанных с модернизацией или проектированием установки, машины или аппарата. Техническое задание. В техническом задания (ТЗ) формулируются цели, основные требования и параметры, которым должна удовлет­ворять разрабатываемая конструкция. В частности, указывается состав, функциональное назначение, производительность, мощность, рабочая среда, условия и режимы эксплуатации, показатели эффек­тивности и качества, требования технической эстетики и эколо­гии. При необходимости указывают все ограничения конструктивно­го и технологического характера, вытекающее из условий взаимодействий с другими объектами, удобства обслуживания, ремонта и монтажа , уровня технической оснащенности предприятия-изготовителя и др. При разработке ТЗ следует руководствоваться рекомендациями ГОСТ 15.001-73, а также материалами литературно-патентно­го поиска. Литературно-патентный поиск. Выполняется с целью разработки и составления методики проектного или поверочного расчёта, изучения современных конструкций разрабатываемой машины. Тематика обзора должна отвечать решению главных задач проекта, быть направлена на изучение передовых достижений отечественной и зарубежной техники. Описание конструкции и принципа работы. В этом разделе описы­вается конструкция, принцип работы, режимы и условия эксплуата­ции разрабатываемого объекта. Описание строится в соответствии с выполненными графическими документами и с использованием вве­дённых на чертежах и схемах обозначений и позиций составных элементов. Сложные объекты описываются сначала в целом, а затем по составным частям. Наиболее подробно описываются оригинальные элементы конструкции, разработанные автором. При описании принципа работы объекта необходимо пояснить взаимодействие составных элементов в режимах пуска, эксплуата­ции и остановки. При этом целесообразно оформить принципиальные, кинематические и другие виды схем, поясняющие особенности функ­ционирования отдельных систем.
Расчёт технической характеристики. Конкретный перечень парамет­ров, входящих в техническую характеристику (ТХ), последователь­ность их расчёта зависят от вида анализируемого оборудования. Однако в общем случае расчёты должны содержать: - эскиз или расчётную схему с принятыми условными обоз­начениями;
- цель и задачу расчёта с указанием конкретных параметров, подлежащих определению; - исходные данные для расчёта со ссылками на источники ин­формации; - условия и допущения, положенные в основу расчёта; - непосредственно расчёт; - краткое заключение или вывод. В зависимости от цели расчёты могут быть выполнены в проектном или поверочном варианте. Проектные расчёты выполняют в тех случаях, когда разрабатывается нестандартная (оригиналь­ная) конструкция. Поверочным расчётам подвергают стандартизован­ный аппарат (машину) на условия, отличные от спецификационных, либо после внесения конструктивных изменений. Основу расчёта химического аппарата составляют тепломассообменный и гидравлический расчёты. Цель первого состоит в опре­деления поверхности взаимодействия (теплообменный, межфазный) и основных размеров конструкций (диаметра, высоты, числа ступеней контакта фаз и т.д.). Второй расчёт связан с оценкой гидравлических сопротивлений при движении среды и затрат энергии на их преодоление с целью последующего выбора типа и мощности нагревателя (насоса, вентилятора, компрессора и т. д.). Определение ТХ химической машины базируется на выполнении термо- и гидродинамических расчетов [11,12]. Выбор и обоснование материалов конструкции желательно прово­дить следующим образом: сформулировать требования к конструкци­онным материалам, исходя из функционального назначения объекта, условий его эксплуатации, скорости и механизма коррозии; выя­вить и описать технологические свойства выбранных материалов, указав характеристики свариваемости, деформируемости, возмож­ность механической обработки и т.д., а также привести сведения об их дефицитности и стоимости. Используя полученную информацию, выбрать предпочтительный материал и привести подробное описание поведения этого материала в рабочей среде, указав механизм и скорость коррозионного разрушения, степень влияния внешних и внутренних факторов, режима термообработки, мероприятия по про­тивокоррозионной защите. Расчеты на прочность составляют отдельную группу, выполняемую строго в соответствии с нормативными документами [13,14], и ста­вят своей целью определение прочности, жесткости и устойчивости наиболее нагруженных и ответственных элементов конструкции. В качестве исходных данных указывают расчетное давление и темпера­туру, внешние нагрузки и физико-механические свойства конструк­ционных материалов. Во многих случаях по результатам расчета назначают исполнительные размеры элементов конструкции (толщину стенки корпуса, диаметр вала и т.д.). Расчет аппарата заканчивают проверкой на пробное давление. Колонные аппараты высотой более 10м, установленные вне здания, подвергают расчету на ветровую нагрузку [15]. Прочностные характеристики химических машин рассчитывают исходя из установленной мощности привода с учетом (или без учета) динамических нагрузок. Прочностные расчеты выпол­няются по схеме, приведенной в подразделе “Расчет технической характеристики”. Сборка и монтаж конструкция, В разделе необходимо привести све­дения по следующим вопросам: требования к монтажу (сборке); уст­ройство фундамента или основания; порядок монтажа (сборки) и опи­сание монтажных операций; контроль качества монтажа; послемонтажные испытания. Эксплуатация и ремонт. Приводятся сведения об условиях и прави­лах эксплуатации, способах контроля и регулирования параметров, указываюся возможные неисправности и способы устранения. Допол­нительно следует рассмотреть такие вопросы, как виды, периодичность и содержание технического обслуживания и ремонтов, контроль ка­чества ремонта и послеремонтные испытания машины (аппарата). Заключение. Кратко излагаются основные результаты курсового проекта по каждому разделу. При этом необходимо указать наибо­лее важные и принципиально новые решения, предложенные и разра­ботайте самим автором. Выводы должны быть четко и ясно аргумен­тированы. Целесообразно наметить задачи и пути дальнейшего вы­полнения проектных исследований по рассматриваемой теме. Список использованных источников включает литературу, на ко­торую имеются ссылки в ПЗ, и оформляется по мере их первого упо­минания в тексте. Библиографическое описание составляют в соот­ветствий с требованиями ГОСТ 7.1-84 (см.также раздел 6). Приложение включает спецификации, программы для ЭВМ и прочие ма­териалы, поясняющие содержание разделов ПЗ. 4. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСЮЙ РАБОТЫ Курсовая работа состоит из пояснительной записки и графи­ческих документов. Объем пояснительной записки должен содержать не менее 35-40с. (уточняется с руководителем курсовой работы). При оформлении П3 желательно придерживаться следующего содержания и объемов: 1. Введение (1-2 с.). 2. Литературно-патентный обзор и постановка задачи НИР (6-8 с.). 3. Экспериментальная часть (12-15 с.). 3.1. Описание экспериментальной установки. 3.2. Методика проведения эксперимента. 3.3. Обработка и обсуждение результатов исследований. 4. Конструкторская часть (12-15 с.). 4.1. Конструкция и принцип работы. 4.2. Расчет технической характеристики. 4.3. Расчеты на прочность. 4.4. Сборка и монтаж установки. 5. Заключение (1-2 с.). 6. Список использованных источников. 7. Приложение. Объем графических документов регламентирован 4 листами формата А1. В состав графических материалов желательно включить: схему экспериментальной установки, чертеж общего вида установки, сборочные чертежи исследуемого элемента установки, чертежи деталей конструкции, монтажный чертеж установки. Введение. Кратко излагается проблема и объект научных иссле­дований, а также их современное состояние и пути решения. Указы­вается практическая направленность работы, возможная область внедрения результатов исследований и предполагаемый эффект. Ко­ротко характеризуют метода научных исследований и уровень ис­пользования вычислительной техники. Литературно-патентный обзор посвящают подробному анализу задач и результатов исследований, выполненных предыдущими авторами. Тематика обзора должна касаться прежде всего тех аспектов науч­ной проблемы, которые предполагается решать в курсовой работе. Обзор составляют в критической форме, позволяющей оценить сте­пень обобщения имеющихся результатов, границы их применимости, совершенство измерительной техники, преимущества и недостатки изучаемой конструкции, справедливость использованных допущений и пр. В дальнейшем это позволит более точно определить задачи предстоящих исследований, их направленность и измерительную ба­зу. Поиск литературы целесообразно начинать с просмотра рефера­тивного и научно-технических журналов. Текст обзора поясняют ри­сунками, графиками таблицами и др. иллюстративным материалом. В заключение ставится задача научных исследований.
Экспериментальная часть. Содержит три подраздела, в которых описываются техника и результаты проведения экспериментальных работ. Описание экспериментальной установки. В соответствии с поставлен­ной целью разрабатывается схема экспериментального стенда и оп­ределяется её состав. В описании желательно указать отличитель­ные черты и особенности установки по сравнению с ранее применяв­шимися. Каждый нестандартный элемент стенда подлежит описанию, для стандартизованных элементов указывают техническую (паспорт­ную) характеристику. Важное место в описании отводится характе­ристике измерительных систем. Выбор измерительных приборов зави­сит от требуемой точности эксперимента (чувствительность прибо­ра), длительности анализируемых результатов (постоянная времени прибора) и требований к регистрации результата измерений (индикация, запись на диаграммную бумагу и т.д.). Все элементы стенда заносятся в таблицу (см. приложение 7.2). В заключение описывается взаимодействие элементов стенда в различных режимах эксплуатации (пуск, установившийся режим, остановка).
Методика проведения эксперимента. В этом подразделе приводятся результаты тарировки (иди проверки) измерительных систем и при­боров, использующих аналоговые сигналы и косвенные методы изме­рений. Прежде всего это относится к датчикам и преобразовате­лям, изготовленным силами экспериментатора. Тарировочные данные служат основой для расчёта точности измерительных систем и оп­ределения их статической и динамической характеристик. Большинство измерений проводят после выхода установки на установившийся режим. Фиксирование и поддержание режима состав­ляет одну из методических задач, решаемую исследователем. Дру­гой не менее важной задачей является контроль правильности вы­полнения опыта. Это достигается путём проверки опыта на восп­роизводимость, сравнения данных с результатами других исследователей, проведением специальных экспериментов. Все эти вопросы должны найти отражение в тексте. Обработка и обсуждение результатов исследований. Обработка ре­зультатов измерений проводится для каждой серии экспериментов, объединённых конкретной научно-исследовательской задачей. Наи­более часто результаты исследований процессов теплообмена обра­батывает в виде критериальных зависимостей, используя принципы и методы теории подобия. В таких случаях графическая зависи­мость между критериями строится в логарифмической системе коор­динат, что позволяет легко определять показатели степеней при соответствующих критериях. Для сравнения на графики наносят данные других исследователей. В тех случаях, когда исследуемый процесс изучен теоретически, на графики наносят и теоретические кривые. Результаты обработки целесообразно обвести в таблицу. Для одной строчки таблицы в тексте приводится расчёт критериев или других обобщающих переменных. При этом необходимо дать под­робное обоснование принятого метода математической обработки (математической модели). Подраздел заканчивается анализом полученных результатов: с теоретических позиций даётся объяснение установленным явлениям и найденным закономерностям; сравнивают­ся результаты эксперимента с известными данными; указывается то новое оригинальное, что получено в работе; отмечается практическая ценность результатов и возможность их использования: формулируются задачи дальнейших исследований. Конструкторская часть. Заключение. Список использованных источников и приложение оформляются аналогично соответствующим разделам ПЗ курсового проекта. 5. ОФОРМЛЕНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ И ГРАФИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ 5.1. Оформление пояснительной записки Пояснительная записка выполняется на листах формата А4 (210x297) рукописным иди машинописным способом в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД: ГОСТ 2.104-68; ГОСТ 2.105-79, ГОСТ 2.106-68 и ГОСТ 2.108-68. Разделы 1-6 (1-5 для курсовой работы) начинаются на листах Формы 2 по ГОСТ 2.106-68, после­дующие листы, а также список использованных источников и при­ложение выполняются на листах формы 2а. Допустимые отклонения от ГОСТ 2.104-66 при оформлении основных подписей оговорены в приложении 7.1 Оформление текста ПЗ (иллюстрации, таблицы, формулы и ссылки) должны соответствовать требованиям ГОСТ 2.105-79. Текст должен быть кратким, четким и не допускать различных толкований. Расчеты выполняют в системе СИ. При оформлении курсовой работы следует руководствоваться требованиями ГОСТ 7.32-81. 5.2. Оформление графических документов Основу графической части курсового проекта составляют чер­тежи и схемы. В курсовом проекте допускается разрабатывать чертежи общего вида, сборочные и монтажные чертежи, чертежи деталей. При их выполнении следует придерживаться требований , ГОСТ 2.109-73, а также общих правил выполнения чертежей по ЕСКД [1]. На агрегаты и машины сложной конструкции целесообразно оформить чертеж общего вида, максимально упростив его составные части. Чертеж дополняется таблицей перечня составных частей изделия, которую располагают в поле чертежа над основной подписью (спе­цификация не составляется). Упрощения, принятые при оформлении основной подписи чертежа или схемы, приведены в приложении 7.2. Для сварочных конструкций следует особое внимание обратить на условное изображение и обозначение сварных соединений по ГОСТ 2.312-72 Оформление чертежей по противокоррозионной защите оборудования рекомендуется выполнять по ГОСТ 21.402-83. Изображения элементов схемы следует принимать по ГОСТам [2-7] , допускается [8]. При использовании нестандартных условных обо­значений на свободном поле схемы приводят соответствующие по­яснения. Во всех случаях необходимо придерживаться требований ГОСТ 2.721-74 "Условные графические обозначения общего примене­ния". Таблица перечня элементов, которую необходимо разместить под основной надписью, оформляется согласно приложению 7.2. Оформление результатов научных исследований в форме графи­ков и диаграмм должно соответствовать ГОСТ 2.319-81. 6. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Попова Г.Н., Алексеев С.Ю. Машиностроительное черчение: Справочник.- Л.: Машиностроение, 1986,- 447 с., ил. 2. ГОСТ 2.875-70. Обозначения условные графические. Арматура трубопроводная. 3. ГОСТ 2.788-74. Обозначения условные графические. Аппараты выпарные. 4. ГОСТ 2.789-74. Обозначения условные графические. Аппараты теплообменные. 5. ГОСТ 2.790-74. Обозначения условные графические. Аппараты колонные. 6. ГОСТ 2.791-74. Обозначения условные графические. Отстой­ники и фильтры. 7. ГОСТ 2.792-74. Обозначения условные графические. Аппараты сушильные. 8. ГОСТ 21.403-80. СПДС. Обозначения условные графические в схемах. Оборудование энергетическое. 9. Альперт Л.З. Основы проектирования химических установок.-М.: Высшая школа, 1982.- 304 с. 10. Вихман Г.А., Круглов С.А. Основы конструирования аппара­тов и машин нефтеперерабатывающих заводов.- М.: Машино -строение, 1978.- 327 с. 11. Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппара­тов: Справочник.- Л. :Машиностроение, 1981.- 382 с.
12. Конструирование и расчет машин химических производств : Учебник для вузов /Ю.И.Гусев, И.Н.Карасев, Э.Э.Кольман-Иванов и др.- М.: Машиностроение, 1985.- 408 с. 13. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчеты химической аппаратуры: Справочник,- Л.: Машино­строение, 1970.- 752 с.
14. Ермаков В.И., Шейн А.С. Ремонт и монтаж химического обо­рудования: Учеб. пособие для вузов.- Л.: Химия, 1981-368 с. 15. Азаров В.Н. и др. Система технического обслуживания и ре­монта оборудования предприятий химической промышленности.-М.: Химия, 1986.- 352с. 16. Хазов Б.Ф., Дидусев Б.А. Справочник по расчету надежности машин на стадии проектирования,- М.: Машиностроение, 1986. 224 с. 7. ПРИЛОЖЕНИЯ НЕТУ… ИЗВИНИТЕ… а вообще смотрите ГОСТы!