个人介绍
过程设备设计

主讲教师:沈利民

教师团队:共4

  • 沈利民
  • 孙凤杰
  • 朱荣涛
  • 王艳飞

第2期

课程编号: M06247
课程介绍
《过程设备设计》是过程装备与控制工程专业的专业主干课程。其先修课程为高等数学、画法几何与机械制图、工程力学、工程材料、过程机械原理与机械设计、化工原理;课程适用于过程装备与控制工程专业。课程主要讲述压力容器和过程设备两大部分内容,压力容器部分主要讲解压力容器总体结构、规范和标准、应力分析模型、环境和时间对于材料性能的影响、失效形式和各种设计方法;过程设备部分主要介绍储运设备、传热设备、塔设备和反应设备等典型过程设备。通过该课程的学习,学生理解过程设备相关的标准和技术规范,掌握经典的过程设备(储存设备、换热设备、塔设备及反应设备)等的一般工程设计方法和设计程序步骤;在考虑社会、健康、安全等现实约束条件下,依据相关的国家标准和行业规范,从材料、设备的结构、基本方法、制造质量、安装、操作维护等方面对过程设备的工程设计进行综合分析和研究、提高学生在设计阶段分析和解决压力容器全寿命过程安全问题的能力。
教师团队

沈利民

职称:副教授

单位:中国矿业大学

部门:化工学院过程装备与控制工程系

职位:无

孙凤杰

职称:讲师

单位:中国矿业大学

部门:化工学院过程装备与控制工程系

职位:无

朱荣涛

职称:副教授

单位:中国矿业大学

部门:化工学院过程装备与控制工程系

职位:无

王艳飞

职称:讲师

单位:中国矿业大学

部门:化工学院过程装备与控制工程系

职位:无

教学目标

1、课程的教学目标


任课教师通过讲解过程设备的工业应用背景、压力容器的规范与标准、总体结构、应力分析模型、影响压力容器材料性能的因素和典型过程设备等内容来提高学生对于过程设备的理解程度和设计能力。通过本课程的学习,使学生掌握压力容器的总体结构、掌握各种类型过程设备的结构特点、功能和遵循的标准规范,能够理解过程设备及其设计方法的新技术进展;运用所学的压力容器应力分析模型和方法,对过程设备的设计与制造的安全性进行校核和评定;能够掌握过程设备的材料选择、设计准则和设计方法,掌握经典过程设备的一般工程设计方法和设计程序步骤,从设备材料、结构优化、零部件选型、制造与安装、操作维护、安环评价等方面对过程设备的工程设计进行综合分析和研究。通过本课程的理论学习,学生应达到以下教学分目标:

教学目标1:掌握各类过程设备的结构、类型、功能、特点和标准(或规范),熟悉过程设备的结构特点与运作规律,能够用工程基础知识建立各类过程设备的应力分析模型,并能够运用不同方法描述应力分析模型。

教学目标2:掌握压力容器、和其它过程设备应力和内力的分析方法,熟悉并掌握过程设备设计的基础理论、设计方法,并能够对过程设备的设计与制造的安全性进行校核和评定。

教学目标3:掌握过程设备的材料选择、设计准则和设计方法,学会对经典的过程设备(储存设备、换热设备、分离设备(塔设备)及反应设备)等的一般工程设计方法和设计程序步骤,从材料、设备的结构、基本方法、制造质量、安装、操作维护等方面对过程设备的工程设计进行综合分析和研究。

教学目标4:了解有关设备及其设计方法的新技术进展,具备终身学习的知识基础,具有适应过程装备与控制工程专业领域新技术发展的能力。


2、课程目标与毕业要求对应关系


二级指标点

课程目标

1、工程知识

1.4 综合运用过程设备、流体机械、过程控制等专业知识,掌握解决工程问题的基本思路和方法,具备综合应用所学知识解决复杂工程问题的能力。

教学目标1

2、问题分析

2.2 具备正确表达复杂工程问题的能力,并通过文献检索获取相关问题的不同理解与认知,综合评价并获得有效结论。

教学目标2

3、设计/开发解决方案

3.1 理解过程装备与控制领域相关的国际和国内标准和技术规范,设计满足特定需求的系统、单元部件或工艺流程。

教学目标3

6、工程与社会

6.2熟悉过程装备与控制工程领域主要的法律法规、技术标准和职业行为准则。


教学目标4


教学组织及考核

教学组织

为实现课程的培养目标,满足毕业要求,课程的讲授应着重阐明基本原理,理论联系实际,培养学生创新意识。提倡采用多媒体课件、板书讲解等多种教学方式相结合。授课老师应根据实际情况,灵活教学,理论与工程实际案例相结合,强化学生工程观的建立和工程分析能力培养,注意学生思维能力、动手能力和自学能力的培养。在巩固和掌握所学的基本理论和方法的基础上,安排课外作业拓宽知识面。

1.教学构思

《过程设备设计》是一门综合性较强的专业主干课程,适用于过程装备与控制工程专业,既包括压力容器总体结构、规范与标准、力学分析模型和设计方法等理论性知识,又包含典型过程设备的结构与设计,因此需要采用理论知识联系工程实践、图文并茂的方式,培养和提高学生进行典型过程设备设计的能力

2.教学策略

(1)根据教学内容及授课对象,详细制定课程的教学日历,并严格执行。

(2)任课教师应深入钻研课程的教学内容、课程的基本要求和教材,写好教案和讲稿。

(3)课堂教学教师应做到理论阐述准确,条理分明,逻辑性强;重点突出,难点分散;激发学生积极思考,融会贯通所学知识,培养学生独立思考和分析问题、解决问题的能力。

3.教学方法

课程采用“线上线下”混合式教学方式,根据教学内容的重要性和难易性,对于需要了解或者理解的内容、采用学生线上学习为主、老师线下答疑为辅的方式;对于重点、难点内容采用学生线上预先预习,老师线下课堂讲解方式。

4.教学服务

(1)教学团队定期举行教学法活动,对教学内容和教学方法进行研讨,交流教学经验。

(2)加强对学生作业环节的管理,学生每个章节至少交一次作业,教师批改作业量不少于作业总量的三分之一,每次在收发作业时,教师应针对上次作业进行作业讲评。

(3)任课教师对学生学习过程给予辅导答疑,并有针对性的开展习题课教学环节,帮助学生理解和提高。

5.考核及成绩评定方式

本课程考核采用平时作业(包含课后作业和在线课程学习)、专题设计和期末闭卷考试相结合方式,综合评定学生成绩。综合评价方式:课后作业成绩10%,在线课程学习15%,专题设计15%,期末考试成绩60%。

教材及参考书目

1、建议教材

郑津洋, 桑芝富.过程设备设计(第5版).化学工业出版社, 2021.2


2、参考书目

(1)王国璋.压力容器设计实用手册[M].中国石化出版社, 2013.

(2)《压力容器实用技术丛书》编写委员会组织编写.压力容器设计知识[M].化学工业出版社, 2016.



参考教材
郑津洋桑芝富.过程设备设计(第5版).化学工业出版社, 2021.2

课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 过程设备设计概述
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1.2 压力容器结构和分类
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1.3 压力容器规范标准
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1.4 第一章章节测试
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2.1 载荷类型与薄壁圆筒的应力分析
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2.2 无力矩理论及方程推导
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2.3 无力矩理论应用
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2.4 不连续效应与局部应力
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2.5 厚壁圆筒弹性应力分析
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2.6 厚壁圆筒弹塑性应力分析
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2.7 平板应力分析
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2.8 壳体屈曲分析
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2.9 第二章章节测试
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3.1 压力容器材料概述
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3.2 制造工艺对材料性能的影响
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3.3 环境对压力容器用钢性能的影响
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3.4 压力容器材料选择
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3.5 第三章章节测试
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4.1 压力容器设计准则
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4.2 内压圆筒的常规设计
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4.3 外压圆筒设计
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4.4 压力试验
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4.5 封头设计
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4.6 密封机理与影响因素分析
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4.7 非标法兰和高压密封设计
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4.8 开孔和开孔补强
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4.9 支座与超压泄放装置
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4.10 焊接结构设计
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作业
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4.11 分析设计
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4.12 疲劳设计
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4.13 第四章章节测试
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5.1 储运设备概述、储罐的结构
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5.2 卧式储罐设计
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5.3 第五章章节测试
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6.1 换热设备概述
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6.2 管壳式换热器类型
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6.3 管程结构(一)
作业
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6.4 管程结构(二)
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6.5 壳程结构(一)
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6.6 壳程结构(二)
作业
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6.7 管板管束振动与强化传热(一
作业
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6.8 管板管束振动与强化传热(二
作业
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6.9 第六章章节测试
作业
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7.1 塔设备概述
作业
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7.2 填料
作业
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7.3 填料塔内件的结构设计(一)
作业
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7.4 填料塔内件的结构设计(二)
作业
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7.5 板式塔结构
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7.6 板式塔塔盘结构
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7.7 塔设备附件
作业
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7.8 塔的固有周期与振动
作业
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7.9 塔的载荷分析
作业
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7.10 塔体、裙座强度与稳定性校核
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作业
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7.11 第七章章节测试
作业
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8.1 反应设备概述与基本结构
作业
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8.2 机械搅拌容器与搅拌器
作业
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8.3 搅拌轴、密封与传动装置
作业
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8.4 第八章章节测试
作业
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9.1 压力容器失效典型案例分析
视频
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2024-04-24 446.47MB
9.2 基于风险评估的特种设备检验-叶有俊
视频
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2024-04-24 111.45MB
9.3 河湖环保疏浚技术现状及实施案例-赵天彪
视频
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2024-06-11 411.53MB
9.4 特种设备安全管理与案例分析-田金元
视频
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2024-06-11 203.38MB
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