Министерство образования и науки Российской Федерации

ГОУ ВПО

«ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

Филиал ИрГТУ в г. Усолье-Сибирском

Кафедра химической технологии неорганических веществ и

материалов

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

(рабочая учебная программа дисциплины)

ОБОРУДОВАНИЕ И ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЦЕХОВ

ГАЛЬВАНОПОКРЫТИЙ

Направление 240100 «Химическая технология »

подготовки:

«Технология электрохимических Профиль подготовки:

производств»

бакалавр Квалификация (степень) заочная Форма обучения Составитель программы Михайлов Б.Н. профессор кафедры химической технологии неорганических веществ и материалов, доцент, к.т.н.

Иркутск 2013 г.

1. Информация из ФГОС, относящаяся к дисциплине 1.1. Вид деятельности выпускника:

производственно-технологическая; организационно-управленческая; научноисследовательская; проектная.

Область профессиональной деятельности бакалавров включает:

- методы, способы и средства получения веществ и материалов с помощью физических, физико-химических и химических процессов, производство на их основе изделий различного назначения с учетом обеспечения минимального воздействия на окружающую среду;

- создание, внедрение и эксплуатацию малоотходных промышленных производств основных неорганических веществ, продуктов основного и тонкого органического и неорганического синтеза, продуктов переработки минерального сырья, энергонасыщенных материалов и изделий на их основе.

1.2. Задачи профессиональной деятельности выпускника производственно-технологическая деятельность:

- организация рабочих мест, их техническое оснащение, размещение технологического оборудования;

- контроль за соблюдением технологической дисциплины;

- исследование причин отказов оборудования и разработка мероприятий по их предупреждению и устранению;

- исследование причин несанкционированных выбросов в производстве и разработка мероприятий по их предупреждению и устранению;

- участие в работах по доводке и освоению высокопроизводительных малоотходных технологических процессов в ходе подготовки производства новой продукции;

- проверка технического состояния и остаточного ресурса оборудования, организация профилактических осмотров и текущего ремонта;

- приемка и освоение вводимого технологического и экологического оборудования;

- составление заявок на технологическое и экологическое оборудование и запасные части, подготовка технической документации на его ремонт.

научно-исследовательская деятельность:

- изучение научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по совершенствованию технологии и оборудования гальванических производств;

- изучение научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по ресурсосбережению и экологической безопасности гальванических производств;

- проведение экспериментов по заданной методике, составление описания проводимых исследований и анализ их результатов;

- подготовка данных для составления обзоров, отчетов и научных публикаций;

- составление отчета по выполненному заданию, участие во внедрении результатов исследований и разработок;

- проведение мероприятий по защите объектов интеллектуальной собственности и результатов исследований и разработок как коммерческой тайны предприятия;

организационно-управленческая деятельность:

- выполнение работ по стандартизации и подготовке к сертификации технических средств, систем, процессов, оборудования и материалов с учетом ресурсосбережения;

- организация работы коллектива в условиях действующего производства;

- подготовка исходных данных для выбора и обоснования научно-технических и организационных решений на основе технологического и эколого-экономического анализа;

- подготовка документации для создания системы мониторинга ресурсосбережения и экологической безопасности на предприятии;

- проведение организационно-плановых расчетов по созданию (реорганизации) малоотходных производственных участков;

- разработка оперативных планов работы технологических и экологопроизводственных подразделений;

- проведение анализа затрат и результатов деятельности технологических и экологопроизводственных подразделений;

- планирование и выполнение мероприятий по предупреждению производственного травматизма, профессиональных заболеваний и экологических нарушений;

проектная деятельность:

- сбор и анализ информационных исходных данных для проектирования малоотходных технологических процессов и установок гальванических производств;

- расчет и проектирование отдельных стадий малоотходного технологического процесса с использованием стандартных средств автоматизации проектирования;

- участие в разработке проектной и рабочей технической документации;

- контроль соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам.

1.3. Перечень компетенций, установленных ФГОС Освоение программы настоящей дисциплины позволит сформировать у обучающегося следующие компетенции:

общекультурные:

- умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);

- стремление к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства приобретению новых знаний в области техники и технологии (ОК-6).

профессиональные:

- умение разрабатывать проекты (в составе авторского коллектива) (ПК-26);

- умение использовать информационные технологии при разработке проектов (ПК-27);

- умение проектировать малоотходные технологические процессы гальванических производств с учетом ресурсосбережения и экологической безопасности с использованием автоматизированных систем технологической подготовки производства (в составе авторского коллектива (ПК-28).

1.4. Перечень умений и знаний установленных ФГОС - технологию гальванических производств;

- конструкцию основного и вспомогательного оборудования гальванических производств;

- расчеты производительности технологического оборудования на гальванических предприятиях;

- подбор наиболее экономически выгодных и технологически пригодных видов оборудования для технологического процесса гальванических производств;

- чтение чертежей оборудования, генпланы заводов и рабочие чертежи цехов;

- подбор и размещение на чертежах оборудования гальванических производств в соответствии с технологическими требованиями, строительными нормами и требованиями правил охраны труда и техники безопасности.

- разбираться в обширной номенклатуре технологического оборудования и области их применения;

- выбирать необходимое технологическое оборудование с учетом его качественных показателей, технологической совместимости и стоимости;

- пользоваться справочной литературой – таблицами, расчетными диаграммами и номограммами, для решения технологических задач, а также для обработки результатов расчетов;

- владеть знаниями в области технологии производства различных материалов.

- использовать этические и правовые нормы, регулирующие отношение человека к человеку, обществу, окружающей среде, использовать права и свободы человека и гражданина при разработке социальных проектов;

- осуществлять в общем виде оценку антропогенного воздействия на окружающую среду с учетом специфики природно-климатических условий;

- грамотно использовать нормативно-правовые акты при работе с экологической документацией;

- использовать основные химические законы, термодинамические справочные данные и количественные соотношения химии для решения эколого-технологических задач;

- использовать метод эколого-экономической оценки альтернативных технологических решений;

- отличать различные технологические гальванические процессы по степени их экологической «чистоты»;

- рекомендовать пути решения технологических и экологических проблем для конкретного гальванического производства;

ресурсосбережения и экологической безопасности с использованием автоматизированных систем технологической подготовки производства (в составе авторского коллектива).

- ключевыми методами основных технологических и экологических расчетов;

- методами эколого-экономической оценки ущерба от деятельности предприятия;

- методами выбора рационального способа снижения воздействия на окружающую среду.

- информацией о рациональном размещении гальванических производств;

- информацией о путях совершенствования гальванических процессов и о путях обеспечения экологической безопасности производства.

2. Цели и задачи освоения программы дисциплины Владение основной информацией по дисциплине является обязательным компонентом профессиональной подготовки современного специалиста профиля 240100.5 «Технология электрохимических производств».

Цели изучения дисциплины в вузе:

- заключаются в рассмотрении общих принципов конструирования основного технологического оборудования гальванических производств, его качественных характеристик в зависимости от вида материала и условий работы, а также специфические особенности различного оборудования.

- понимание научных основ и методологии проектирования экологически безопасных или малоопасных технологий и видов основного и вспомогательного оборудования гальванических производств;

- изучение основных принципов и закономерностей выбора аппаратов для реализации экологически «чистых» технологических процессов гальванических производств;

- ознакомление обучающихся с общими принципами и методологией изучения физико-химических, химических и гальванических процессов, а также с перспективными направлениями совершенствования гальванических производств и их экологизации.

- практическому овладению профессиональной речью и языком специальности для активного применения, как в повседневном, так и в профессиональном общении.

Практическое владение основами данной дисциплины предполагает также умение самостоятельно работать со специальной литературой с целью получения профессиональной информации.

Основными задачами изучения дисциплины являются:

- изучение основных положений конструирования и практического применения технологического и вспомогательного оборудования, их качественных характеристик;

- усвоение практических сведений о каждом конкретном оборудовании гальванических производств;

- усвоение основных этапов проектирования, чтения рабочих чертежей, технического обоснования проекта;

– сформировать активное знание особенностей гальванических производств и механизм их воздействия на окружающую среду, умение различать «узкие» в экологическом плане места и выполнять ключевые эколого-технологические расчеты;

- изучение иерархической структуры построения «чистых» аппаратурнотехнологических схем гальванических производств;

- освоение методик проведения сквозных материальных расчетов; составления материальных балансов и выбор перспективных «чистых» аппаратов;

- рассмотрение промышленно реализованных решений при проектировании основных аппаратов, а также изучение новых приборов и оборудования для экологизации технологических процессов;

- изучение основных принципов и закономерностей выбора «чистых» технологий и аппаратов;

- умение оценивать уровень экологического воздействия гальванических производств на окружающую среду.

3. Место дисциплины в структуре ООП Для изучения дисциплины необходимо освоение содержания дисциплин:

физическая и коллоидная химия, физика, математика, электротехника и промышленная электроника, общая химическая технология, математические методы решения профессиональных задач; безопасность жизнедеятельности; процессы и аппараты химической технологии, САПР.

Знания и умения, приобретаемые студентами после освоения содержания дисциплины, будут использоваться во всех специальных (профессиональных) дисциплинах и при выполнении итоговой работы.

4. Основная структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины 144 (4 Зет) 36 (1 Зет) 108 (4 Зет) занятия дисциплине 5. Содержание дисциплины Перечень основных разделов и тем дисциплины 1. Основы теории и практики гальванических процессов.

2. Общие положения о проектировании промышленных объектов.

3. Основные руководящие материалы при проектировании (ГОСТ, ЕСКД, ЕСТПП, СНиП).

4. Оборудование гальванических производств.

5. Специальное электрическое оборудование гальванических производств.

6. Расчет гальванических производств и аппаратов.

6.1 Материальный расчет гальванических ванн, линий и производств.

6.2 Сквозной материальный баланс гальванических производств.

7. Расчет гальванических аппаратов.

7.1 Конструктивный расчет основного оборудования гальванических производств.

7.2 Энергетические расчеты гальванических аппаратов.

7.3 Тепловой баланс гальванических аппаратов.

8. Требования к оформлению расчетно-пояснительной записки к дипломному проекту в соответствии с ГОСТ 2.105-79.

5.2 Краткое описание содержания теоретической части разделов и тем дисциплины 1. Основы теории и практики гальванических процессов (см. Михайлов Б.Н.

Гальванотехника. / Б.Н. Михайлов. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2010. - 284 с.).

Общая классификация гальванических процессов.

Виды сырья для гальванических процессов.

Технологические процессы подготовки реактивов, воды и материалов для гальванических процессов.

Основные и побочные продукты, материалы и отходы гальванических производств.

Технологические схемы гальванических производств.

Технология гальванических производств.

Основные и побочные процессы гальванических производств.

Вспомогательные материалы для реализации гальванических процессов.

Способы подачи сырья и отвода продуктов и полупродуктов производства.

Эвакуация отходов.

Способы заключительной обработки продуктов производства.

Способы переработки полупродуктов производства.

Способы переработки и утилизации отходов производства.

2. Общие положения о проектировании промышленных объектов (см. Михайлов Б.Н. Оборудование электрохимических производств и основы проектирования. – Иркутск :

Изд-во ИрГТУ, 2012. - 134 с.).

Определяющая роль качества проектных решений в успешном функционировании и перспективе развития предприятия на примере современного комбината, включающего крупное гальваническое производство.

3. Основные руководящие материалы при проектировании (ГОСТ, ЕСКД, ЕСТПП, СНиП) ( см. Михайлов Б.Н. Оборудование электрохимических производств и основы проектирования. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2012. - 134 с.).

ЕСКД. Виды и комплектность конструкторской документации. Стадии разработки конструкторской документации: техническое предложение, эскизный проект, рабочая конструкторская документация. Нормоконтроль. Требования к разрабатываемой продукции, технические условия.

ЕСТПП. Организация научно-технических разpаботок и передача их в производство, организация и управление процессом технологической подготовки производства, обеспечение технологичности процессов, конструкций изделий, pазpаботка и применение технологических процессов и средств технологического оснащения, применение технических средств механизации и автоматизации инженерно-технических работ.

СНиП. Содержание разделов «Перечня действующих общеобязательных нормативных документов по строительству».

Общие сведения и основные положения по проектированию промышленных объектов (цехов).

Предпроектная проработка. Техническое обоснование на проектирование и строительство промышленного объекта. ТЭО как основной предпроектный документ.

Задание на проектирование.

4. Оборудование гальванических производств (см. Михайлов Б.Н. Гальванотехника. / Б.Н. Михайлов. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2010. - 284 с.; Михайлов Б.Н.

Оборудование электрохимических производств и основы проектирования / Б.Н. Михайлов.

– Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2012. - 134 с.).

Общая классификация гальванических агрегатов.

Конструктивные особенности, схемы включения электродов в аппаратах и сериях.

Характеристики аппаратов, их достоинства и недостатки.

Конструкции электродов, свойства и характеристики.

Основные конструкции гальванических аппаратов для нанесения покрытий цинка, кадмия, меди, никеля, золота и серебра и их сплавов и т.п.

Материалы и особенности конструкций аппаратов.

Материалы для изготовления гальванических аппаратов.

5. Специальное электрическое оборудование гальванических производств (см.

Михайлов Б.Н. Оборудование электрохимических производств и основы проектирования / Б.Н. Михайлов. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2012. - 134 с.).

Силовые трансформаторы и вспомогательное оборудование.

Преобразователи переменного тока в постоянный – полупроводниковые выпрямительные агрегаты.

Полупроводниковые приборы – диоды, тиристоры. Их сравнительные характеристики. Номенклатура выпрямительных агрегатов (ТУ 16-529.403-75, ТУ 16-529.042-76).

Регулируемые и нерегулируемые агрегаты.

Принципы выбора типа и мощности источника переменного и постоянного тока.

Схемы питания гальванических аппаратов переменным и постоянным током.

Материал шинопроводов, экономическая и допустимая проходные плотности тока.

Канализация тока. Методы pегулиpования тока на аппарате. Схема питания одного потребителя от нескольких источников тока или нескольких потребителей от одного.

6. Расчет гальванических производств и аппаратов (см. Михайлов Б.Н. Гальванотехника. / Б.Н. Михайлов. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2010. - 284 с.; Михайлов Б.Н.

Оборудование электрохимических производств и основы проектирования / Б.Н. Михайлов.

– Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2012. - 134 с.).

Определение фонда времени работы оборудования производства.

Определение коэффициента загрузки основного оборудования.

Расчет необходимого количества гальванических аппаратов для выполнения годовой пpогpаммы пpоектиpуемого производства.

6.1 Материальный расчет гальванических производств (см. Михайлов Б.Н. Гальванотехника. / Б.Н. Михайлов. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2010. - 284 с.; Михайлов Б.Н.

Оборудование электрохимических производств и основы проектирования / Б.Н. Михайлов.

– Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2012. - 134 с.).

Исходные данные: производительность, мощность, нагрузка.

Стехиометрические и макрокинетические зависимости процесса в гальванотехнике.

Принципы составления математического описания (математической модели) для аппаратов периодического и непрерывного действия.

Алгоритмы расчетов материального баланса аппаратов с использованием ЭВМ.

Расчет величины и состава материальных потоков: сырья, основных и побочных продуктов, материалов и отходов.

Расчет удельных расходов сырья и материалов, удельного выхода готового продукта.

Степень разложения исходных веществ.

Степень извлечения основного компонента и комплексная переработка сырья.

Таблица материального баланса для гальванических аппаратов.

Сводная таблица материальных потоков для гальванической линии (отделения, цеха).

6.2 Сквозной материальный баланс (Михайлов Б.Н. Оборудование электрохимических производств и основы проектирования / Б.Н. Михайлов. – Иркутск :

Изд-во ИрГТУ, 2012. - 134 с.).

Расчет расхода химикатов, анодных и вспомогательных материалов для реализации программы гальванических производств. Расчет выноса токсикантов.

7. Расчет гальванических аппаратов и линий (см. Михайлов Б.Н. Гальванотехника. / Б.Н. Михайлов. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2010. - 284 с.; Михайлов Б.Н.

Оборудование электрохимических производств и основы проектирования / Б.Н. Михайлов.

– Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2012. - 134 с.).

7.1 Конструктивный расчет основного оборудования гальванических производств Выбор параметров гальванических процесса, электродов (форма, материал, размеры, количество) для составления математической модели и алгоритма расчета конструктивных паpаметpов гальванических аппаратов на ЭВМ.

Расчет экономической плотности тока.

Особенности конструктивного расчета гальванических аппаратов для электролиза водных растворов и расплавов.

Расчет вытяжной вентиляции гальванических аппаратов.

Антикоррозионная защита гальванических аппаратов.

7.2 Энергетические расчеты гальванического аппарата (ванны) (см. Михайлов Б.Н. Гальванотехника. / Б.Н. Михайлов. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2010. - 284 с.; Михайлов Б.Н. Оборудование электрохимических производств и основы проектирования / Б.Н.

Михайлов. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2012. - 134 с.).

Баланс напряжения на аппарате, цель его составления.

Расчет составляющих баланса напряжения: напряжения разложения, омических потерь напряжения в электролите и электродах.

Учет потерь напряжения в контактах и токоподводящих шинах.

Баланс напряжения при нестационарном режиме работы.

Понятие о тепловом напряжении разложения, практическом напряжении разложения, греющем напряжении.

Расчет количества теплоты, генеpиpуемой в гальваническом аппарате.

Расчет тепла, идущего на нагрев электролита.

Полный энергетический (энерготепловой) баланс гальванических аппаратов.

Блок-схема алгоритмов для составления программ энергетического расчета на ЭВМ.

7.3 Тепловой баланс гальванических аппаратов (Михайлов Б.Н. Оборудование электрохимических производств и основы проектирования / Б.Н. Михайлов. – Иркутск :

Изд-во ИрГТУ, 2012. - 134 с.).

Цель составления теплового баланса Расчет составляющих теплового баланса.

Способы отвода избыточного тепла и подвода недостающего тепла в гальванических аппаратах.

Расчет расхода энергоносителей (воды, пара, воздуха).

Вопросы минимизации удельного расхода электроэнергии.

Примеры энергетических расчетов электролизеров и др. аппаратов.

Вопросы минимизации удельного расхода электроэнергии.

Источники необходимой информации для дипломного проектирования.

Применение ЭВМ при проектировании.

8. Требования к оформлению расчетно-пояснительной записки к дипломному проекту в соответствии с ГОСТ 2.105-79 (см. Михайлов Б.Н. Оборудование и основы проектирования электрохимических производств. Гальванотехника: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Иркутск : ИрГТУ, 2012 – 54 с.) ТЭО, описание технологического процесса, характеристика сырья, готовой продукции и отходов производства.

Меры по охране окружающей среды.

Литература, оформление в соответствии с ГОСТ 7.1-84.

Выбор режима работы пpоектиpуемого объекта.

Принципиальные схемы технологических процессов.

Материальный баланс гальванических аппаратов и производств.

Баланс напряжения.

Выбор, описание и расчет необходимого оборудования, определение его количества.

Внутрицеховой транспоpт.

Экономическая часть.

Электротехническая часть. Техника безопасности.

Строительно-компоновочные решения.

автоматизация технологического процесса.

Размещение оборудования.

Графическая часть проекта. Требования группы стандартов ЕСКД и СПДС по выполнению чертежей. Стандарты ЕСЗКС.

Последовательность выполнения дипломного проекта.

Представление проектов к защите.

Порядок защиты проектов.

5.3 Краткое описание лабораторных работ Лабораторный практикум по программе отсутствует 5.4. Краткое описание практических занятий Практические занятия предназначены для закрепления знаний, полученных во время лекций. Главная их цель отразить основные вопросы дисциплины в соответствующих численных примерах. Они предназначены для решения конкретных задач по основным направлениям проектирования гальванических аппаратов и производств.

На занятиях проводится освоение основных методик проведения расчетов оборудования. Производится подбор необходимого основного и вспомогательного оборудования. Производится определение потребного количества основного и вспомогательного оборудования необходимого для выполнения программы.

Производится расчет элементов ошиновки гальванических аппаратов и серий.

Проводятся расчеты по определению экономической эффективности технологических вариантов.

Все это призвано приобщить студентов к самостоятельной творческой работе и должно научить анализировать полученные результаты.

5.4.1. Перечень практических занятий Материальные расчеты гальванических производств и аппаратов. Раздел 6.

Конструктивные расчеты гальванических аппаратов (электролизеров). Раздел 7. Тема 7.1.

Электрические расчеты гальванических ванн. Раздел 7. Тема 7.2.

Тепловые расчеты гальванических ванн. Раздел 7. Тема 7.3.

Выбор агрегатов для питания гальванических ванн и линий. Раздел 7. Тема 7.2.

Расчет элементов ошиновки гальванических ванн. Раздел 7. Тема 7.2.

5.4.2. Методические указания по выполнению заданий на практических занятиях 1. Цель занятия: Провести материальный расчет гальванических производств или ванн по указанию преподавателя.

Ход занятия. Определить приходные и расходные статьи баланса. Для расчета использовать стехиометрические коэффициенты уравнений основных и побочных реакций, протекающих в агрегате. Составить материальный баланс на единицу времени.

Основные рекомендации по выполнению заданий: материальный расчет проводить на 1 час. Использовать расходные коэффициенты из отчетных данных предприятий.

Требования к отчётным материалам.

На практических занятиях студент должен вести персональную учебную тетрадь.

Предпочтительнее ведение учебной тетради в электронном виде с использованием текстового редактора Word или др. и электронных таблиц Excel или программы MathCad для выполнения расчетов. На каждом занятии в учебную тетрадь заносятся: дата, тема занятия, цель, задание на занятие; необходимые теоретические материалы (расчетные формулы, алгоритмы решения или порядок расчетов, таблицы для оформления результатов и т.п.);

текущее задание (задача): условия, описание выполнения задания или приведение расчетов;

подведение итогов занятия (какие знания и навыки были приобретены) и запись домашнего задания.

Записи по выполнению домашнего задания также размещаются в учебной тетради и предоставляются преподавателю на проверку в начале следующего практического занятия Расчет представить в сбрющюрованом виде.

2. Цель занятия: Провести конструктивный расчет гальванических ванн (электролизеров) по указанию преподавателя.

Ход занятия. Определить основные размеры электродов и их количество. Для расчета использовать чертежи и эскизы типовых агрегатов. Определить размеры межэлектродных зазоров и их количество. Определить размеры конструктивных зазоров и их количество. Определить внутренние размеры агрегатов. Определить размеры конструктивных и футеровочных элементов агрегатов. Определить внешние размеры агрегатов с учетом теплоизоляции и вспомогательных устройств (элементов укрытия, отсосов и вентиляции, загрузочных карманов и т.п.). Основные рекомендации по выполнению заданий: использовать отчетные данные предприятий.

Требования к отчётным материалам.

На практических занятиях студент должен вести персональную учебную тетрадь.

Предпочтительнее ведение учебной тетради в электронном виде с использованием текстового редактора Word или др. и электронных таблиц Excel или программы MathCad для выполнения расчетов. На каждом занятии в учебную тетрадь заносятся: дата, тема занятия, цель, задание на занятие; необходимые теоретические материалы (расчетные формулы, алгоритмы решения или порядок расчетов, таблицы для оформления результатов и т.п.);

текущее задание (задача): условия, описание выполнения задания или приведение расчетов;

подведение итогов занятия (какие знания и навыки были приобретены) и запись домашнего задания.

Записи по выполнению домашнего задания также размещаются в учебной тетради и предоставляются преподавателю на проверку в начале следующего практического занятия Расчет представить в сбрющюрованом виде.

3. Цель занятия: Провести электрический расчет гальванических ванн (электролизеров) по указанию преподавателя.

Ход занятия. Определить основные размеры электродов и их количество. Для расчета использовать чертежи и эскизы типовых агрегатов. Определить размеры межэлектродных зазоров и их количество. Определить размеры диафрагм и их количество. Составить схему распределения тока в аппарате. Определить падение напряжения в различных элементах и пространствах агрегатов. Определить среднее, ирабочее и греющее напряжение на агрегате Основные рекомендации по выполнению заданий: использовать справочные сведения и отчетные данные предприятий.

Требования к отчётным материалам.

На практических занятиях студент должен вести персональную учебную тетрадь.

Предпочтительнее ведение учебной тетради в электронном виде с использованием текстового редактора Word или др. и электронных таблиц Excel или программы MathCad для выполнения расчетов. На каждом занятии в учебную тетрадь заносятся: дата, тема занятия, цель, задание на занятие; необходимые теоретические материалы (расчетные формулы, алгоритмы решения или порядок расчетов, таблицы для оформления результатов и т.п.);

текущее задание (задача): условия, описание выполнения задания или приведение расчетов;

подведение итогов занятия (какие знания и навыки были приобретены) и запись домашнего задания.

Записи по выполнению домашнего задания также размещаются в учебной тетради и предоставляются преподавателю на проверку в начале следующего практического занятия Расчет представить в сбрющюрованом виде.

4. Провести тепловой расчет гальванических ванн (электролизеров) по указанию преподавателя.

Цель работы: Выявить знания студентами материала «Тепловой расчет электрохимических ванн (электролизеров)».

Содержание задания: Произвести тепловой расчет ванны хромирования (никелирования…). В работе использовать результаты материального расчета (практическая работа №1). Сила тока 10 кА. Температура процесса 65 0С. Конструктивные размеры принять из практической работы №12.

Другие варианты работы приведены в методических указаниях.

Студенты делятся на группы по 2-4 человека. Каждому участнику группы дается задание по определению какого-либо параметра, а именно: определить приход джоулева тепла;

определить приход «физического» тепла; определить потери «физического» тепла; определить теплопотери конструктивными элементами в окружающую среду.

И в конечном итоге группа должна составить таблицу теплового баланса ванны.

Использовать стандартную методику теплового расчета с учетом тепловых эффектов основных и побочных реакций, протекающих в агрегате. Величину теплопотерь конструктивными элементами агрегатов определить с использованием номограмм.

Составить тепловой баланс на единицу времени.

Основные рекомендации по выполнению заданий: тепловой расчет проводить на час. Использовать коэффициенты удельных теплопотерь из справочников либо из отчетных данных предприятий.

Требования к отчётным материалам.

На практических занятиях студент должен вести персональную учебную тетрадь.

Предпочтительнее ведение учебной тетради в электронном виде с использованием текстового редактора Word или др. и электронных таблиц Excel или программы MathCad для выполнения расчетов. На каждом занятии в учебную тетрадь заносятся: дата, тема занятия, цель, задание на занятие; необходимые теоретические материалы (расчетные формулы, алгоритмы решения или порядок расчетов, таблицы для оформления результатов и т.п.); текущее задание (задача): условия, описание выполнения задания или приведение расчетов; подведение итогов занятия (какие знания и навыки были приобретены) и запись домашнего задания.

Записи по выполнению домашнего задания также размещаются в учебной тетради и предоставляются преподавателю на проверку в начале следующего практического занятия Расчет представить в сбрющюрованом виде.

5. Выбор агрегатов для питания гальванических ванн и линий производить согласно методикам: а) Михайлов Б.Н. Оборудование электрохимических производств и основы проектирования / Б.Н. Михайлов. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2005. - 156 с.

б) Михайлов Б.Н. Оборудование и основы проектирования электрохимических производств. Гальванотехника: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Иркутск : ИрГТУ, 2012 – 54 с.

Цель работы: выявить и закрепить знания студентами типов выпрямительных агрегатов и методик их выбора.

1. Заранее выбранные 3-4 докладчика выступают с докладами на заданные темы.

2. После каждого доклада остальные участники семинара задают подготовленные вопросы по теме выступающему (минимум 3-4). Если докладчик затрудняется ответить на них, вопросы адресуются аудитории слушателей. В случае отсутствия ответа, задающий вопрос сам отвечает на него.

Вопросы семинара: полупроводниковые неуправляемые выпрямители (область их применения; основные блоки и узлы); полупроводниковые управляемые выпрямители (область их применения; основные блоки и узлы); методы регулирования силы тока мощных электролизных установок; критерии выбора выпрямителей; техникоэкономические характеристики выпрямителей.

Требования к отчетным материалам по данной работе: Выступающие предоставляют доклад в виде реферата. Вопросы, подготовленные слушателями, отражаются в тетради для практических работ. К каждой теме должно быть составлено по 3 вопроса и в письменном виде даны ответы на них.

Требования к отчётным материалам.

На практических занятиях студент должен вести персональную учебную тетрадь.

Предпочтительнее ведение учебной тетради в электронном виде с использованием текстового редактора Word или др. и электронных таблиц Excel или программы MathCad для выполнения расчетов. На каждом занятии в учебную тетрадь заносятся: дата, тема занятия, цель, задание на занятие; необходимые теоретические материалы (расчетные формулы, алгоритмы решения или порядок расчетов, таблицы для оформления результатов и т.п.); текущее задание (задача): условия, описание выполнения задания или приведение расчетов; подведение итогов занятия (какие знания и навыки были приобретены) и запись домашнего задания.

Записи по выполнению домашнего задания также размещаются в учебной тетради и предоставляются преподавателю на проверку в начале следующего практического занятия Расчет представить в сбрющюрованом виде.

6. Расчет элементов ошиновки гальванических ванн и линий производить согласно методикам: а) Михайлов Б.Н. Оборудование электрохимических производств и основы проектирования / Б.Н. Михайлов. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2005. - 156 с.

б) Михайлов Б.Н. Оборудование и основы проектирования электрохимических производств. Гальванотехника: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Иркутск : ИрГТУ, 2012 – 54 с.

Требования к отчётным материалам.

На практических занятиях студент должен вести персональную учебную тетрадь.

Предпочтительнее ведение учебной тетради в электронном виде с использованием текстового редактора Word или др. и электронных таблиц Excel или программы MathCad для выполнения расчетов. На каждом занятии в учебную тетрадь заносятся: дата, тема занятия, цель, задание на занятие; необходимые теоретические материалы (расчетные формулы, алгоритмы решения или порядок расчетов, таблицы для оформления результатов и т.п.); текущее задание (задача): условия, описание выполнения задания или приведение расчетов; подведение итогов занятия (какие знания и навыки были приобретены) и запись домашнего задания.

Записи по выполнению домашнего задания также размещаются в учебной тетради и предоставляются преподавателю на проверку в начале следующего практического занятия Расчет представить в сброшюрованном виде.

5.5. Краткое описание видов самостоятельной работы Самостоятельная работа студентов является неотъемлемой частью учебного процесса в подготовке квалифицированных специалистов, способных самостоятельно и творчески решать стоящие перед ними задачи.

фундаментальными знаниями, профессиональными умениями и навыками деятельности по профилю, опытом творческой, исследовательской деятельности.

Самостоятельная работа студентов способствует развитию самостоятельности, ответственности и организованности, творческого подхода к решению проблем учебного и профессионального уровня.

Для организации самостоятельной работы необходимы следующие условия:

готовность студентов к самостоятельному труду; мотивация получения знаний; наличие и доступность всего необходимого учебно-методического и справочного материала;

система регулярного контроля качества выполненной самостоятельной работы;

консультационная помощь преподавателя.

Самостоятельно изученные разделы следует представить в виде конспектов.

Конспект должен содержать краткое изложение материала, относящегося к каждой теме:

основные понятия, схемы, диаграммы, таблицы.

5.5.1. Общий перечень видов самостоятельной работы 1. Подготовка к текущему контролю знаний.

2. Подготовка к практическим занятиям 3. Оформление отчетов по практическим работам;

4. Подготовка к сдаче и защите отчетов;

5. Самостоятельное изучение разделов курса и составление приложения к конспекту лекций. Темы для самостоятельного изучения представлены в Методических указаниях по СРС.

6. Самостоятельный поиск информации по обозначенной проблеме, чтение с целью извлечения необходимой информации; подготовка решений обозначенной проблемы, обсуждение решений.

7. Подготовка к экзамену 5.5.2 Методические рекомендации по выполнению каждого вида самостоятельной работы Выдача заданий студентам на внеаудиторную самостоятельную работу сопровождается инструктажем со стороны преподавателя по ее выполнению, включающим изложение цели задания, его содержания, сроков выполнения, ориентировочного объема работы, основных требований к результатам работы и к отчету по ним, сведения о возможных ошибках и критериях оценки выполнения работы. В ходе выполнения внеаудиторной самостоятельной работы и при необходимости студенты могут обращаться к выдавшему задание преподавателю за консультацией.

Самостоятельная работа по усмотрению преподавателя может выполняться студентами индивидуально или коллективно (творческими группами), в зависимости от цели, объема, конкретной тематики самостоятельной работы, и уровня сложности.

Внеаудиторная самостоятельная работа студентов расписанием занятий не регламентируется.

СРС сводится к написанию отчёта в рабочих тетрадях, содержание которого должно соответствовать содержанию, прописанному в методических указаниях по СРС, а также подготовке ответов на вопросы по теме занятия в устной и письменной формах.

Самостоятельная работа может выполняться студентом в читальном зале библиотеки, в учебных кабинетах, компьютерных классах, а также в домашних условиях.

При организации самостоятельной работы студента предусматривается доступ к информационным базам данных, к ресурсу Интернет. Предусматривается получение студентом профессиональных консультаций или помощи со стороны преподавателя.

Самостоятельная работа студентов подкрепляется учебно-методическим и информационным обеспечением, включающие учебник, учебно-методические пособия, конспекты лекций, учебным программным обеспечением.

Самостоятельное изучение разделов курса Цель работы - самостоятельно проработать некоторые разделы курса.

Самостоятельно изученные разделы представить в виде конспектов «Приложение к конспектам лекций».

1. Основы теории и практики гальванических производств. Принципиальные схемы технологических процессов гальванических производств.

2. Описание технологического гальванического процесса.

3. Характеристика сырья, готовой продукции и отходов производства применительно к гальваническим производствам осаждения покрытий цинка, кадмия, меди, никеля, золота и серебра и т.п.

4. Технологические схемы подготовки деталей перед покрытием.

5. Оборудование гальванических производств. Общая классификация аппаратов, гальванических ванн, линий и производств.

6. Конструктивные особенности, схемы включения электродов гальванических ванн.

7. Специальное электрическое оборудование, ориентировочное определение его количества.

8. Пpеобpазование переменного тока в постоянный. Полупроводниковые выпрямительные агрегаты. Принципы выбора типа и мощности источника переменного тока.

Принципы выбора типа и мощности источника постоянного тока.

9. Общие положения о проектировании промышленных объектов.

10. Основные руководящие материалы при проектировании (ГОСТ, ЕСКД, ЕСТПП, СНиП).

11. Выбор режима работы пpоектиpуемого объекта.

12. Расчет аппаратов и производств электросинтеза химических продуктов.

10.1 Материальный расчет.

12.2 Сквозной материальный расчет и баланс гальванических ванн, линий и производств.

13. Расчет электрохимических аппаратов.

13.1 Конструктивный расчет основного оборудования.

13.2 Энергетические расчеты электрохимических аппаратов.

13.3 Тепловой баланс электрохимических аппаратов.

14. Расходные коэффициенты гальванических производств.

15. Меры по охране окружающей среды.

16. Внутрицеховой транспоpт гальванических производств.

17. Технико-экономические показатели гальванических ванн и линий и производств.

2. Подготовка отчетов по практическим работам Цель работы – подготовить к сдаче отчёты по выполненным практическим работам в письменной и ответы на вопросы по теме занятия устной формах.

Подготовка отчёта по практическим работам по темам: Материальные расчеты гальванических ванн и линий и производств.

Конструктивные расчеты гальванических ванн и линий.

Электрические расчеты гальванических ванн.

Тепловые расчеты гальванических ванн.

Выбор агрегатов для питания гальванических ванн и линий.

Расчет элементов ошиновки гальванических ванн и линий 6. Применяемые образовательные технологии 7.1. Виды контрольных мероприятий, применяемых контрольноизмерительных технологий и средств.

Для проведения текущего контроля успеваемости студентов по дисциплине используются контрольные вопросы, с помощью которых оцениваются знания основ дисциплины; тесты на знание основных видов оборудования.

Оценка уровня знания основ данной дисциплины предполагает следующие способы проверки:

Текущая аттестация по дисциплине предполагает:

- ответы на предложенные вопросы из серии контрольных.

Итоговая аттестация по дисциплине предполагает сдачу контрольной работы, в качестве которой представляется реферат и экзамена, который включает: ответы на вопросы по билету; ответы на предложенные вопросы из серии дополнительных.

7.2. Описание критериев оценки уровня освоения учебной программы

ОТЛИЧНО

Ответы на предложенные вопросы из серии контрольных (5 положительных ответов из 5-и).

Посещение занятий – отсутствуют пропуски без уважительных причин.

Итоговая аттестация – исчерпывающие ответы на вопросы по билету и на предложенные дополнительные вопросы (5 положительных ответов из 5).

Все задания выполнены в рамках указанного времени. Допускаются некоторые отклонения не принципиального характера от указанных критериев.

ХОРОШО

Ответы на предложенные вопросы из серии контрольных (4 положительных ответа из 5-и).

Посещение занятий – отсутствуют пропуски без уважительных причин.

Итоговая аттестация – в основном полные ответы на вопросы по билету и на предложенные дополнительные вопросы (4 положительных ответа из 5-и).

90% заданий выполнено в рамках указанного времени.

УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО

Ответы на предложенные вопросы из серии контрольных (3 положительных ответа из 5-и).

Посещение занятий – имеются пропуски без уважительных причин (не более 2-х занятий).

Итоговая аттестация – в основном верные ответы на вопросы по билету и на предложенные дополнительные вопросы (3 положительных ответа из 5-и).

Не менее 60 % заданий выполнено в рамках указанного времени.

НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО

Ответы на предложенные вопросы из серии контрольных (2 положительных ответа из 5-и).

Посещение занятий – имеются пропуски без уважительных причин (не более 3-х занятий).

Итоговая аттестация – в основном неверные ответы на вопросы по билету и на предложенные дополнительные вопросы (2 положительных ответа из 5-и).

Все задания по проверке умений и навыков выполнены правильно менее чем на Общая оценка выводится на основе суммирования оценок за каждый вид деятельности (защита реферата, ответы на вопросы из серии контрольных, посещении занятий, результаты экзамена).

7.3. Виды контрольных мероприятий, применяемых контрольноизмерительных технологий и средств Применяются следующие контрольно-измерительных технологии и средства:

- входное тестирование;

- промежуточное тестирование;

- экзамен в виде устного опроса.

1. Основные руководящие материалы при проектировании (ГОСТ, ЕСКД, ЕСТПП, СНиП).

2. Стадии разработки конструкторской документации: техническое предложение, эскизный проект, рабочая конструкторская документация.

3. Организация научно-технических разработок и передача их в производство, организация и управление процессом технологической подготовки производства.

4. Общие сведения и основные положения по проектированию промышленных объектов (цехов).

5. Общая классификация гальванических процессов.

6. Сырье, основные и побочные продукты, материалы и отходы.

7. Технологические схемы гальванических производств.

8. Технологические процессы гальванических производств.

9. Общая классификация гальванических ванн и линий. Конструктивные особенности, схемы включения электродов.

10. Системы приготовления и регенерации электролитов.

11. устройства для механизации и автоматизации загрузки и выгрузки электродов в аппараты. Роботы и манипуляторы.

12. Пути совершенствования оборудования в гальванических цехах.

13. Основные конструкции гальванических ванн и линий.

14. Пpеобpазование переменного тока в постоянный. Полупроводниковые выпрямительные агрегаты.

15. Принципы выбора типа и мощности источника переменного тока.

16. Принципы выбора типа и мощности источника постоянного тока.

17. Схемы питания агрегатов постоянным током.

18. Схемы питания агрегатов переменным током.

19. Материал шинопроводов, экономическая и допустимая проходная плотность тока.

20. Канализация переменного и постоянного тока.

21. Методы регулирования тока на агрегате 22. Материальный расчет гальванических ванн, линий и производств.

23. Расчет величины и состава материальных потоков: сырья, основных и побочных продуктов, материалов и отходов.

24. Расчет удельных расходов сырья и материалов, удельного выхода готового продукта.

25. Сводная таблица материальных потоков для гальванических ванн, линий, установки (отделения, цеха).

26. Расчет расхода химикатов, анодных материалов гальванических ванн, линий и производств.

27. Конструктивный расчет основного оборудования.

28. Расчет необходимого количества аппаратов для выполнения годовой программы проектируемого производства.

29. Определение коэффициента загрузки основного оборудования.

30. Расчет составляющих баланса напряжения.

31. Особенности составления баланса напряжения для единичного агрегата.

32. Особенности расчета баланса напряжения для серии агрегатов.

33. Понятие о тепловом напряжении разложения, практическом напряжении разложения и греющем напряжении.

34. Расчет количества теплоты, генерируемой в гальванической ванне, аппарате.

35. Расчет тепла, идущего на нагрев содержимого агрегата.

36. Тепловой баланс ЭМА, цель его составления.

37. Расчет составляющих теплового баланса.

38. Способы отвода избыточного тепла и подвода недостающего тепла в ЭМА.

39. Расчет расхода энергоносителей (воды, пара, воздуха).

40. Расчет удельных расходов энергоносителей, электроэнергии постоянного и переменного тока.

41. Размещение оборудования и планировка производственных помещений.

42. Принципы компоновки оборудования.

43. Планировка производственных помещений в цехах.

44. Сетка колонн, нормы ширины проходов между рядами серий гальванических ванн и линий, вспомогательным оборудованием и стенами здания.

45. Принципы выбора цехового транспорта.

46. Правильная организация грузопотоков.

47. Полупроводниковые диоды и тиристоры, их характеристики.

48. Сущность электронно-дырочного перехода.

49. Электролизные ванны для получения гальванических покрытий.

50. Электролизеры для нанесения гальванических покрытий меди, цинка и др.

металлов.

51. Колокольный электролизер для нанесения гальванических покрытий.

52. Электролизер овального типа для нанесения гальванических покрытий.

53. Установки барабанного типа для получения покрытий на мелких деталях.

54. Электролизные линии для нанесения гальванических покрытий.

1. Основные технологические процессы гальванотехники.

2. Общая классификация гальванических аппаратов. Конструктивные особенности, схемы включения электродов.

3. Современные подготовительные технологии гальванических производств.

4. Современные финишные технологии гальванических производств.

5. Современные технологии нанесения цинка и кадмия.

6. Современные технологии нанесения благородных металлов.

7. Современные электротехнологии нанесения свинца.

8. Современные технологии нанесения платиноидов.

9. Современные технологии нанесения хромовых покрытий.

10. Современные технологии нанесения никелевых покрытий.

11. Устройства для механизации и автоматизации загрузки и выгрузки электродов в аппараты. Роботы и манипуляторы.

12. Современное вспомогательное оборудование гальванических цехов.

13. Полупроводниковые преобразовательные агрегаты, их характеристики.

14. Расчет составляющих теплового баланса. Способы отвода избыточного тепла и подвода недостающего тепла в гальванических аппаратах.

15. Расчет расхода энергоносителей (воды, пара, воздуха). Расчет удельных расходов энергоносителей, электроэнергии постоянного и переменного тока.

16. Пpеобpазование переменного тока в постоянный. Полупроводниковые выпрямительные агрегаты. Принципы выбора типа и мощности источника постоянного тока.

17. Схемы питания агрегатов постоянным и переменным током. Методы регулирования тока на агрегате.

18. Канализация переменного и постоянного тока. Материал шинопроводов, экономическая и допустимая проходная плотность тока.

19. Материальный расчет гальванических аппаратов и производств.

20. Расчет величины и состава материальных потоков: сырья, основных и побочных продуктов, материалов и отходов. Расчет расхода химикатов, анодных материалов гальванических производств.

21. Сводная таблица материальных потоков для гальванической установки (отделения, цеха).

22. Конструктивный расчет основного оборудования.

23. Расчет необходимого количества аппаратов для выполнения годовой программы проектируемого производства. Определение коэффициента загрузки основного оборудования.

24. Расчет составляющих баланса напряжения. Понятие о тепловом напряжении разложения, практическом напряжении разложения и греющем напряжении.

25. Особенности составления баланса напряжения для единичного агрегата.

Особенности расчета баланса напряжения для серии агрегатов.

26. Тепловой баланс ванны, цель его составления. Расчет количества теплоты, генерируемой в гальваническом аппарате. Расчет тепла, идущего на нагрев содержимого агрегата.

27. Принципы компоновки оборудования. Размещение оборудования и планировка производственных помещений.

28. Планировка производственных помещений в цехах. Сетка колонн, нормы ширины проходов между рядами линий, аппаратов, вспомогательным оборудованием и стенами здания.

29. Цеховой транспорт в ЭМП. Правильная организация грузопотоков.

8. Рекомендуемое информационное обеспечение дисциплины 8.1. Основная литература 1. Михайлов Б.Н. Оборудование электрохимических производств и основы проектирования / Б.Н. Михайлов. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2012. - 134 с.

2. Михайлов Б.Н. Оборудование и основы проектирования электрохимических производств. Гальванотехника: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Иркутск : ИрГТУ, 2012 – 54 с.

3. Михайлов Б.Н. Гальванотехника. / Б.Н. Михайлов. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2010. - 284 с.

4. Михайлов Б.Н. Технология электрохимических производств. / Б.Н. Михайлов, Л.А. Минаева. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2008. – 92 с.

8.2. Дополнительная учебная и справочная литература 1. Михайлов Б.Н. Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2011- 152 с.

2. Михайлов Б.Н. Эколого-технологические проблемы технической электрохимии.

Учебное пособие. Иркутск: ИрГТУ, 2010.- 268 с..

3. Журнал «Электрохимия» 2000-2013 гг.

4. Журнал «Защита металлов от коррозии» 2000-2013 гг.

5. Журнал «Гальванотехника» 2000-2013 гг.

6. Журнал Известия ВУЗов «Химия и химическая технология» 2000-2013 гг.

8.3. Электронные образовательные ресурсы:

8.3.1. Ресурсы ИрГТУ, доступные в библиотеке университета или http://www.istu.edu www.biblioclub.ru 8.3.2. Ресурсы сети Интернет www.ask-technology.ru www.giredmet.ru 1http // www. technical.bmstu.ru http://www.umomsu.ru http://www.window.edu.ru [email protected] http://ruschlor.ru/index.php?option=content&task=view&id= http://forum.xumuk.ru/index.php?showtopic= [email protected] http://ruschlor.ru/index.php?option=content&task=view&id= http://forum.xumuk.ru/index.php?showtopic= 9 Рекомендуемые специализированные программные средства Не предусмотрены.

10 Материально-техническое обеспечение дисциплины Компьютерный класс оснащен средствами «мультимедиа» для проведения программпрезентаций.

На кафедре имеется лекционная аудитория со средствами необходимыми для демонстрационного сопровождения лекций, компьютерный зал с программным обеспечением для моделирования и расчета химико-технологического оборудования, для выполнения расчетов на практических занятиях, курсового проекта; аудитории для практических занятий.

Обеспечение лекций: установка для проецирования чертежей, схем и др.

материалов на экране типа «Оверхед», слайдопроектор, слайды, прозрачные пленки, мультимедийные средства.