教学大纲

  • 课程的教学目的和基本要求

    设计是工程技术的起点,设计是工程师的基本技能。只有运用先进设计工具的工程师才能实
    施先进的工程设计,从而孕育出先进的工程技术成果。
    本课程是学科工程技能训练课程,学生通过面向设计项目的实践学习过程,学习现代(化
    工专业)设计方法与工具,了解化工设计工作程序、工作内容、设计文档编制方法,从整体上
    实践学习化工设计的全过程,并初步掌握一种通用和一种化工专业CAD 工具软件,以及基本的
    化工CAD 方法,培养综合运用化学、热力学、单元操作、化学工艺学、化学反应工程、化机与
    设备、仪表与自控等化工专业基础理论解决具体工程问题的能力。

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  • 相关教学环节安排

    本课程是一门实践教学课程,在教学安排上具有以下特点:

    1、教学过程面向模拟设计项目,以围绕完成项目进行的自主学习为核心学习手段;

    2、通过系列专题讲座对同学的实践过程进行宏观指导;

    3、通过分组和个别辅导对同学的实践过程进行微观指导;

    4、举行阶段性设计成果报告会,培养交流能力,督导教学过程有序进行;

    5、采取项目组合作承担项目的工作方式,培养团队工作精神和组织领导能力;

    6、采用计算机辅助教学技术,在校网范围内实行网上无纸教学过程;

    7、考试采用上机实作的方式进行。

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  • 课程主要内容及学时分配

    平均每周课堂讲授2 学时,实践教学4 学时。

    主要内容:

    绪论(课堂讲授学时:1

    –课程的意义、内容、性质、任务、目标

    –教学模式与方法、考核、实施计划

    第1章 化工设计概论 (课堂讲授学时:4,实践教学学时:8)

    1.1 化工设计的类别和任务

    1.1.1 化工过程设计与化工厂设计

    1.1.2 化工设计阶段的划分

    1.2 化工设计的内容和工作程序

    1.2.1 项目可行性研究

    1.2.2 化工过程概念设计

    1.2.3 化工厂初步设计

    1.2.4 化工厂施工图设计

    1.3 现代化工设计的工具和方法

    1.3.1 设计信息的获取

    1.3.2 设计过程的自动化

    1.4 设计结果的表达及设计文档的编制

    1.4.1 设计说明书

    1.4.2 工程图纸

    1.4.3 设计条件表

    1.4.4 设备、材料一览表

    1.4.5 工程概算表

    1.5 化工设计项目的技术经济评价

    1.5.1 技术经济评价的类别

    1.5.2 技术经济评价的指标体系

    第2章 化工CAD 基础(课堂讲授学时:15,实践教学学时:32)

    2.1 化工 CAD 概述

    2.1.1 化工 CAD 的内容与方法

    2.1.2 化工 CAD 的工具软件

    2.2 化工单元过程的仿真模型

    2.2.1 流体输送单元

    2.2.2 流股分割和混合单元

    2.2.3 热过程单元

    2.2.4 分离单元

    2.2.5 反应器单元

    2.3 化工流程的计算机辅助设计

    2.3.1 化工流程计算机模型的构建

    2.3.2 设计指标的实现

    2.3.3 过程操作弹性及灵敏度分析

    2.3.4 流程及操作条件优化

    2.3.5 案例研究

    2.4 化工设备的计算机辅助设计

    2.4.1 化工设备设计的软件工具

    2.4.2 典型化工设备设计示例

    2.5 化工过程的计算机辅助经济评价

    期中考试 (实践教学学时: 3

    第3章 化工过程概念设计(课堂讲授学时:4,实践教学学时:8)

    3.1 概述

    3.1.1 概念设计的目的和内容

    3.1.2 概念设计与应用基础研究的关系

    3.2 化工工艺流程设计

    3.2.1 工艺流程设计的内容与依据

    3.2.2 物料衡算

    3.2.3 能量衡算

    3.2.4 化学反应途径的合成

    3.2.5 分离过程的合成

    3.2.6 工艺流程示意图

    3.3 能量的管理与换热系统设计

    3.3.1 换热系统的表示方法

    3.3.2 换热系统的最小能耗

    3.3.3 能量合理利用设计示例

    3.4 化工过程的优化设计

    3.4.1 连续生产过程的优化设计

    3.4.2 间歇生产过程的优化设计

    3.5 主要设备初选

    3.5.1 设备初选的一般原则

    3.5.2 设备类型的选择

    3.5.3 设备规格的确定

    3.5.4 各类设备的主要工艺参数

    3.6 公用工程规格估算

    3.6.1 公用工程规格的确定

    3.6.2 公用工程成套设备的投资估算

    3.7 化工过程概念设计的结果表达

    3.7.1 物料工艺流程图

    3.7.2 概念设计说明书

    3.7.3 主要设备一览表

    第4章 化工厂初步设计(课堂讲授学时:6,实践教学学时:8)

    4.1 概述

    4.2 工艺流程设计及PFD 的绘制

    4.2.1 工艺流程的细化

    4.2.2 PFD 的绘制

    4.3 设备选型及典型非标设备的工艺设计

    4.3.1 定型设备

    4.3.2 非标准化系列设备

    4.3.3 非标准设备

    4.4 非工艺设计项目的处理

    4.4.1 自动控制

    4.4.2 公用工程

    4.4.3 土建

    4.4.4 储运及维修

    4.4.5 环境、安全及工业卫生

    4.5 工厂布置及总平面图设计

    4.6 初步设计说明书的编制

    4.6.1 总说明

    4.6.2 总图与运输

    4.6.3 化工工艺

    4.6.4 空压站、氮氧站与冷冻站

    4.6.5 自动控制

    4.6.6 供电与电信

    4.6.7 土建

    4.6.8 给水、排水

    4.6.9 环境保护

    4.6.10 供热

    4.6.11 采暖通风及空气调节

    4.6.12 外部工艺及供热管道

    4.6.13 储运

    4.6.14 维修

    4.6.15 消防

    4.6.16 职业安全及工业卫生

    4.7 设计概算书的编制

    4.7.1 总则

    4.7.2 概算文件的组成

    4.7.3 概算文件的编制

    第5章 化工厂施工图设计(课堂讲授学时:2,实践教学学时:8)

    5.1 概述

    5.1.1 施工图设计的主要任务

    5.1.2 施工图设计的必要条件

    5.1.3 施工图设计的基本程序

    5.1.4 施工图设计开工报告的编制

    5.1.5 施工图设计完工报告的编制

    5.1.6 施工图设计基础资料

    5.1.7 提供给非工艺专业的设计条件和要求

    5.2 工艺管道及仪表流程图设计

    5.2.1 工艺管道及仪表流程图的绘制

    5.2.2 辅助管道系统图和蒸汽伴管系统图

    5.3 装置布置设计

    5.3.1 装置布置设计的内容

    5.3.2 装置布置设计的一般要求

    5.3.3 防火

    5.3.4 防爆

    5.3.5 典型设备的布置

    5.4 管道设计

    5.4.1 管道设计的原则及注意事项

    5.4.2 管道设计的必需条件和资料

    5.4.3 管道敷设的种类和一般要求

    5.4.4 配管设计图的组成

    5.4.5 管道布置图的绘制

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