Рабочая программа дисциплины процессы и аппараты химической технологии

• 
  основные понятия и методы математического анализа, линейной алгебры, дискретной математики, теории дифференциальных уравнений, теории вероятностей и математической статистики; основные математические методы решения профессиональных задач;
  
• 
  понятие информации, общие характеристики процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации, принципы алгоритмизации и программирования, один из языков программирования, программное обеспечение и технологии программирования, информационные системы (ИС), алгоритмы информационных поисков, компьютерные сети, основные типы протоколов компьютерных сетей, глобальную сеть Internet и компьютерную графику;
  
• 
  законы Ньютона и законы сохранения, элементы механики жидкостей и газов, основные законы термодинамики, статистические распределения, законы электростатики, волновые процессы, геометрическую и волновую оптику, основы квантовой механики, строение многоэлектронных атомов, строение ядра, классификацию элементарных частиц;
  
• 
  основные особенности сырьевых ресурсов (вода, нефть, газ, торф, рудные и нерудные материалы, воздушная среда), основные способы их переработки и подготовки, влияние переработки на окружающую среду;
  
• 
  периодическую систему элементов, электронное строение атомов и молекул, основы теории химической связи в соединениях разных типов, строение вещества в конденсированном состоянии, химические свойства элементов различных групп периодической системы и их важнейших соединений; растворы и их свойства; равновесие в растворах; окислительно-восстановительные реакции; скорость и порядок химических реакций;
  
• 
  классификацию, строение и номенклатуру основных органических соединений, основные свойства основных классов органических соединений: алканов, циклоалканов, алкенов, ароматических соединений, эфиров, спиртов, альдегидов, гетероциклических соединений; определение равновесия и скорости химических реакций, основы катализа органических реакций;
  
• 
  элементный, молекулярный и фазовый анализ, способы выражения концентраций и составов фаз, основные методы качественного и количественного анализов, принципы фзико-химических методов анализа: оптические, электрохимические, хроматографический анализ;
  
• 
  основы химической термодинамики: начала термодинамики, термодинамический потенциал и общие условия термодинамического равновесия, термодинамические свойства газов; основные законы межфазного равновесия бинарных систем, химическое равновесие;
  
• 
  основы термодинамики поверхностных явлений: адсорбции, смачивания, капиллярных явлений, адгезии, когезии, свойства поверхностно-активных веществ; электрокинетические явления; классификацию дисперсных систем и их основные свойства, устойчивость дисперсность систем: седиментационная и агрегативная устойчивость, структурообразование в дисперсных системах, основные реологические свойства структурированных систем;
  
• 
  глобальные проблемы экологии, промышленные выбросы в окружающую среду, твёрдые промышленные отходы; представления о предельно-допустимых концентрациях вредных веществ (ПДК и ПДС), основные принципы очистки промышленных газовых выбросов, очистки сточных вод, уничтожение токсичных отходов, системы экологического мониторинга;
  
• 
  основы и задачи начертательной геометрии: плоские и пространственные координаты, задание точки, прямой линии и плоскости, построение различных проекций тел, сечений и разрезов; основные правила и требования единой системы конструкторской документации (ЕСКД): оформление чертежей деталей и сборочных единиц, основные надписи и обозначения; плоские и аксонометрические изображения; условные изображения соединений деталей: резьбовое соединение, соединение сваркой; требования к рабочим чертежам изделий, к сборочным чертежам и чертежам общего вида; основные правила составления гидравлических схем;
  
• 
  определение сил и моментов сил относительно точек и осей; построение связей сил и их реакций; определять условия механического равновесия твёрдых тел; определение траекторий и уравнений движения материальной точки; определение момента инерции простейших тел и плоских тел; определение момента количества движения, закона сохранения энергии (кинетической и потенциальной энергии); определение закона сохранения количества движения;
  
• 
  основные прочностные характеристики твёрдых тел при растяжении-сжатии: закон Гука, основные виды деформаций и допустимые механические напряжения; основные методы расчёта на механическую прочность отдельных узлов и деталей машин: опор, корпусов аппаратов, нагруженных внутренним или внешним избыточным давлением;
  
• 
  природу электрических полей и их основные свойства; переменные и постоянные поля, основные законы, описывающие свойства полей; устройство и принципы работы синхронных и асинхронных электрических двигателей; электрические измерения и приборы;
  
• 
  основы цифровой электроники;
  
• 
  строение металлов, формирование структуры металлов и сплавов при кристаллизации; определение пластической деформации и основные механические свойства металлов и сплавов; типы конструкционных металлов и сплавов, используемых в химическом машиностроении; классификацию коррозионных процессов, химическую и электрохимическую коррозию и основные способы её предотвращения;
  
• 
  основы металлургического производства; основы и физическое представление порошковой металлургии; основные способы получения неразъёмных металлических соединений; особенности получения материалов из композиционных порошковых и других материалов; способы обработки поверхностей деталей и изделий;
  
• 
  основы и задачи метрологии; основные понятия, связанные с объектами измерений различных параметров; основные понятия, связанные со средствами измерений; определение понятия погрешности измерений и основные источники погрешностей; определение многократного измерения и основные алгоритмы обработки многократных измерений; основные положения закона РФ об обеспечении единства измерений;
  
• 
  основные физические величины и их производные; внесистемные единицы измерений физических величин; основные системы единиц измерений физических величин и систему измерений СИ; основные правила использования системы СИ на территории РФ;
  
• 
  определение понятий стандартизации и сертификации; правовые основы стандартизации; основные сведения о международной организации по стандартизации (ИСО); основные принципы и условия обязательной и добровольной сертификации; определение сертификации систем качества.
  

• 
  проводить анализ функций, решать основные задачи теории вероятности и математической статистики, решать уравнения и системы дифференциальных уравнений применительно к реальным процессам; применять математические методы при решении типовых профессиональных задач;
  
• 
  работать в качестве пользователя персонального компьютера; пользоваться различными операционными системами; использовать на практике различные внешние носители для обмена данными между компьютерами; использовать основные численные методы решения математических задач; использовать некоторые наиболее часто применяемые языки программирования; работать с программными средствами расчётов общего назначения; использовать и применять на практике наиболее известные операционные системы для оформления и редактирования текстовых документов; использовать различные графические редакторы для построения графиков, изображений и чертежей;
  
• 
  решать типовые задачи, связанные с основными разделами физики, использовать физические законы при анализе и решении вопросов, связанных с профессиональной деятельностью;
  
• 
  выполнять основные химические операции, определять термодинамические характеристики химических реакций и равновесные концентрации веществ, использовать основные химические законы, термодинамические справочные данные и количественные соотношения неорганической химии при решении профессиональных задач;
  
• 
  выбрать метод решения аналитической задачи качественного и количественного анализа различных химических соединений и механических смесей;
  

• 
  методами проведения физических измерений, методами корректной оценки погрешностей при проведении физического эксперимента;
  
• 
  теоретическими методами описания свойств простых и сложных веществ на основе электронного строения их атомов и положения в периодической системе химических элементов, экспериментальными методами определения физико-химических свойств неорганических соединений;
  
• 
  навыками проведения самостоятельных расчётов и проектирования различных механических устройств и изделий.
  

• 
  культурой мышления, способностью к обобщению, анализу и восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения;
  
• 
  умением логически верно, аргументировано, коротко и ясно строить устную и письменную речь, способностью логически правильно оформить результаты мышления;
  
• 
  использовать основные положения и методы социальных, гуманитарных, естественнонаучных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач;
  
• 
  работать с информацией в глобальных компьютерных сетях;
  
• 
  понимать роль охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов для развития и сохранения цивилизации;
  
• 
  владеть одним из иностранных языков на уровне не ниже разговорного;
  
• 
  использовать знания о современной физической картине мира, пространственно-временных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы;
  
• 
  способностью и готовностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в своей профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;
  
• 
  использовать знания о строении вещества, природе химической связи в различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и механизма химических процессов, протекающих в окружающем мире;
  
• 
  понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества;
  
• 
  основными методами сбора и получения, хранения и переработки информации, иметь определённые профессиональные навыки работы с персональным компьютером;
  
• 
  использовать необходимые нормативные документы по качеству стандартизации и сертификации в своей профессиональной деятельности.
  

• 
  основы теории переноса импульса, тепла и массы;
  
• 
  основные принципы математического описания процессов и аппаратов химических технологий, основные принципы и методы моделирования химико-технологических процессов, включая математическое и физическое моделирование, в т.ч. основы теории обобщённых переменных;
  
• 
  основные физико-химические и термодинамические свойства жидкостей, газов и твёрдых тел, основные методы их определения и расчёта;
  
• 
  основные уравнения и закономерности гидростатики и гидродинамики жидкостей и газов;
  
• 
  результаты решения основных уравнений гидростатики и гидродинамики применительно к прикладным их задачам, включая процессы хранения и транспортирования жидкостей и газов, основные гидравлические расчёты, устройства, принципы работы и методику подбора насосов и вентиляторов; применение методов теории подобия при решении прикладных задач гидродинамики;
  
• 
  термодинамические основы процессов сжатия газов, назначение процессов сжатия, принципиальные устройства и принципы работы компрессоров;
  
• 
  цели, задачи, основные методы и расчёт процессов перемешивания в жидких средах, основные типы конструкций механических мешалок;
  
• 
  классификацию и основные свойства неоднородных систем, классификацию основных методов разделения неоднородных систем, основные принципы расчёта процессов разделения, включая расчёты процессов разделения осаждением и фильтрованием; устройство основного типового оборудования для разделения неоднородных систем осаждением и фильтрованием; основные способы интенсификации процессов разделения и повышения эффективности работы оборудования;
  
• 
  основные характеристики движения жидкостей и газов в неподвижных пористых средах и каналах;
  
• 
  основные закономерности движения двухфазных и многофазных потоков;
  
• 
  основы теории процессов теплопереноса, включая процессы передачи теплоты теплопроводностью и конвективного теплообмена;
  
• 
  принципы составления тепловых балансов, методики расчёта статики и кинетики процессов теплопереноса, включая расчёты движущих сил и скорости протекания процессов;
  
• 
  устройство и работу основных типовых конструкций теплообменной аппаратуры, включая выпарные аппараты; основы проектирования теплообменной аппаратуры и способы интенсификации процессов теплообмена; характеристики основных промышленных теплоносителей; применение методов теории подобия при решении практических задач теплообмена;
  
• 
  основы теории процессов массопереноса в системах со свободной и неподвижной поверхностью контакта фаз, включая процессы массопереноса молекулярной и конвективной диффузией;
  
• 
  основные задачи статики массообменных процессов, включая принципы составления материальных балансов, основные законы и расчёт межфазного термодинамического равновесия, движущих сил процессов;
  
• 
  основные задачи и методы расчёта кинетики процессов массопереноса, включая расчёты основных кинетических показателей процессов;
  
• 
  принципиальное устройство массообменных аппаратов, основные методы и принципы их проектного расчёта; применение методов подобия при решении практических задач массообменных процессов;
  
• 
  основные методы расчёта диаметра и высоты колонных массообменных аппаратов;
  
• 
  основные способы оптимизации и пути повышения эффективности массообменных процессов;
  
• 
  цели, определение и основные принципы осуществления мембранных процессов разделения жидких и газовых смесей, включая обратный осмос, ультрафильтрацию, микрофильтрацию, диализ, электродиализ, испарение через мембрану.
  

• 
  определять и рассчитывать основные физико-химические и термодинамические свойства жидкостей и газов;
  
• 
  определять и рассчитывать гидродинамические характеристики движения жидкостей и газов;
  
• 
  рассчитывать гидравлические сопротивления простейших трубопроводных гидравлических систем и основных химико-технологических аппаратов, осуществлять подбор насосов и вентиляторов для перемещения жидкостей и газов;
  
• 
  проводить экономический анализ гидравлических систем;
  
• 
  проводить расчёты основных характеристик различных теплообменных процессов, включая тепловые нагрузки теплообменных аппаратов, движущие силы процессов теплопередачи, коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи;
  
• 
  проводить тепловой и конструктивный расчёты теплообменников различного назначения, проводить их поверочные расчёты;
  
• 
  подбирать нормализованные варианты конструкций теплообменных аппаратов для решения практических задач теплообмена;
  
• 
  выполнять материальный и тепловой расчёты выпарных аппаратов и выпарных установок с определением температурного и теплового режима их работы;
  
• 
  подбирать нормализованные варианты конструкций выпарных аппаратов для осуществления процессов выпаривания различных жидких растворов;
  
• 
  прогнозировать влияние режимно-технологических и конструктивных параметров теплообменных и выпарных аппаратов на интенсивность протекающих процессов и эффективность работы теплового оборудования;
  
• 
  выполнять технологические расчёты с подбором нормализованных конструкций контактных устройств для проведения наиболее распространённых массообменных процессов, таких, как абсорбция и десорбция, перегонка и ректфикация, жидкостная экстракция, адсорбция и ионный обмен, растворение и экстрагирование из твёрдых тел, кристаллизация, мембранные аппараты, сушильные установки конвективного типа;
  
• 
  применять вычислительную технику для выполнения проектных задач, связанных с проектированием аппаратов для проведения химико-технологических процессов тепло- и массопереноса.
  

• 
  навыками проектирования простейших типовых аппаратов химической промышленности, включая сосуды и аппараты для хранения жидкостей и газов, трубопроводные гидравлические системы с подбором насосов и вентиляторов, а так же гидромеханическое оборудование для разделения неоднородных систем;
  
• 
  навыками проектирования теплообменного оборудования и аппаратов для проведения массообменных процессов;
  
• 
  методами оптимизации режимно-технологических параметров проведения типовых химико-технологических процессов и работы химического оборудования;
  

• 
  готовность к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, способность приобретать новые знания в области техники и технологии, математике, естественных и технических наук;
  
• 
  использовать в своей профессиональной деятельности нормативные правовые документы;
  
• 
  понимать роль охраны окружающей среды и рационального природопользования для развития и сохранения цивилизации.
  

• 
  способность и готовность использовать основные законы естественнонаучных и технических дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;
  
• 
  использовать приобретённые знания в области типовых процессов и аппаратов химической технологии для понимания природы более сложных физико-химических процессов и явлений, включая области нестационарных процессов, и процессов, осложнённых химическими превращениями;
  

• 
  способность и готовность осуществлять технологический процесс в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров технологического процесса, свойств сырья и продукции;
  
• 
  применять аналитические и численные методы решения профессиональных практических задач, использовать современные информационные технологии, проводить обработку информации с использованием прикладных программ деловой сферы деятельности, использовать сетевые компьютерные технологии и базы данных в своей предметной деятельности, пакеты прикладных программ для выполнения расчётных задач проектирования типового химико-технологического оборудования;
  
• 
  использовать нормативные документы по качеству, стандартизации и сертификации продуктов и изделий, элементы экономического анализа при расчёте и проектировании процессов и аппаратов химической технологии;
  
• 
  обосновывать принятие конкретного технического решения при разработке технологического процесса и выборе конструкции аппарата, включая вопросы, связанные с учётом экологических последствий их применения;
  
• 
  анализировать техническую документацию и подбирать необходимое оборудование для осуществления химико-технологического процесса;
  
• 
  определять стоимостную оценку основных производственных ресурсов;
  

• 
  способность использовать знания о свойствах химических элементах, соединений и материалов на их основе для решения задач профессиональной деятельности;
  
• 
  проводить стандартные испытания типового химико-технологического оборудования;
  
• 
  использовать приобретённые знания в области процессов и аппаратов химической технологии для самостоятельного решения возникающих физических задач и понимания принципов работы приборов и устройств для контроля параметров протекающих химико-технологических процессов, в том числе и выходящих за пределы компетентности конкретного направления деятельности;
  
• 
  способность планировать и проводить физические и химические эксперименты, проводить обработку их результатов и оценивать погрешности, математически моделировать физические и химические процессы и явления, выдвигать гипотезы и устанавливать границы их применения;
  
• 
  изучать научно-техническую информацию о новейших достижениях в области процессов и аппаратов химической технологии;
  

• 
  разрабатывать в составе авторского коллектива проекты химико-технологических процессов;
  
• 
  использовать информационные технологии при разработке проектов.
  

4. 
   Структура и содержание дисциплины
   

1. 
   Аннотированное содержание разделов дисциплины
   

Введение