Скачать 148.04 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФМОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ тепловой и атомной энергетики (ИТАЭ) ___________________________________________________________________________________________________________ Направление подготовки: 140700 Ядерная энергетика и теплофизика Магистерской подготовки: Физика и техника низких температур Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ " Воздухоразделительные УСТАНОВКИ "
Москва - 2011 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение установок и систем разделения воздуха , природного газа и других газовых смесей для последующего использования при эксплуатации, разработке и проведении научно-исследовательских работ в области физики и техники низких температур. По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
Задачами дисциплины являются :
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла программы подготовки магистров, обучающихся по программе "Физика и техника низких температур" направления 140700 Ядерная энергетика и теплофизика. Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Основы холодильной техники», "Термодинамические основы низкотемпературной техники», «Термодинамика растворов», «Установки и системы низкотемпературной техники». Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплины «Проектирование низкотемпературных систем». 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования: Знать:
Уметь:
Владеть:
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции : 1. Физические принципы разделения газовых смесей. Термодинамические и теплофизические свойства инертных газов, азота, кислорода. Основные фазовые диаграммы. Фазовое равновесие жидкость-пар, жидкость- твердое тело, газ- твердое тело. Основные принципы разделения газовых смесей. Области применения и эффективность разделения смесей. Минимальная работа разделения. 2. Основы конденсационно-испарительного метода. Принцип конденсационно-испарительного метода. Тепловой и энергетический баланс. Непрерывное испарение и непрерывная конденсация. Прямоток и противоток паровой и жидкой фаз. 3. Процесс ректификации Ректификация. Конденсатор и испаритель ректификационной колонны . Определение полюса ректификационной колоны и рабочей линии ( конноды). Ректификационная тарелка. Эффективность ректификационной тарелки. 4. Расчет числа теоретических тарелок . Расчет процесса ректификации методом Поншона и методом Мак-Кабе и Тиле. Сравнение методов. 5. Современное криогенное обеспечение процесса ректификации Разделение воздуха методом низкотемпературной ректификации. Криогенные системы обеспечения ректификации. Сравнение различных криогенных систем. Технические характеристики установок разделения воздуха. 6. Колонны однократной и двукратной ректификации и системы очистки и осушки Азотная и кислородная ректификационная колонна. Особенности работы таких колонн. Системы очистки и осушки. Регенераторы воздухоразделительных установок. Адсорбционная осушка и очистка. 7. Получение чистых кислорода, азота и аргона Схемы получения чистого газообразного и жидкого азота и кислорода. Ректификация трехкомпонентной смеси: азот, кислород и аргон. Получение чистого аргона. 8. Получение неона, гелия и водорода. Особенности получения неона, криптона и ксенона. Получение чистого газообразного гелия. Получение чистого газообразного водорода. 9. Разделение газов методом короткоцикловой адсорбции Физические принципы короткоцикловой адсорбции. Типы адсорбентов и их характеристики. Принципиальные схемы разделения. Характеристики современных установок короткоцикловой адсорбции и области их применения. 10. Установки мембранного разделения. Физические принципы мембранного разделения. Типы мембран и их конструкция. Принципиальные схемы разделения. Характеристики современных установок мембранного разделения. Области применения таких установок. 11. Установки для разделения природного газа Состав природного газа. Установки ожижения природного газа. Выделение «тяжелых» углеводородов и «неконденсирующихся» компонентов – азот и гелий. 12. Получение особо чистых газов Особенности получения особо чистых газов и области применения таких газов. Схемные решения. Современные методы анализа состава газовой смеси. 4.2.2. Практические занятия 1 семестр 1. Анализ различных физических методов разделения газовых смесей 2. Фазовые диаграммы температура- концентрация и энтальпия –концентрация для бинарных смесей. Фазовое равновесие пар-жидкость. 3. Непрерывное испарение и конденсация бинарной смеси. Прямоток и противоток. 4. Расчет числа теоретических тарелок в ректификационной колонне. 5. Метод Поншона и метод Мак-Кабе и Тиле 6. Колоны однократной ректификации 7. Получение аргона, неона и ксенона и криптона. 8. Получение азота и кислорода методом короткоцикловой адсорбции 4.3. Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены 4.4. Расчетное задание 1. Расчет колонны однократной ректификации при получении жидкого азота ( или газообразного) кислорода. 4.5. Курсовой проект Воздухоразделительная установка для получения азота и/или кислорода 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций и видео роликов. Презентации лекций содержат большое количество фотоматериалов. Две проблемные лекции. Практические занятия включают анализ и расчеты воздухоразделительных установок , низкотемпературных и криогенных циклов для ВРУ, обсуждение результатов экспериментальных и технических характеристик современных ВРУ. Самостоятельная работа включает подготовку к тестам , подготовку к зачету и экзамену. 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, устный опрос. Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен в 1 семестре Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на экзамене В приложение к диплому вносится оценка за 1семестр 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература: а) основная литература:
7. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. - М.: Химия, 1978. 280 с. б) дополнительная литература:
7.2. Электронные образовательные ресурсы: а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: www.sciencedirect.com б) другие: 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика » и магистерской программе «Физика и техника низких температур». ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ: к.т.н., доцент Могорычный В.И. "УТВЕРЖДАЮ": Зав. кафедрой Низких температур д.т.н., профессор Дмитриев А.С |