高分子材料工厂及工艺设计基础-教学大纲

《高分子材料工厂及工艺设计基础》课程教学大纲课程代码：050331034课程英文名称：PolymerMaterialsEngineeringDesign课程总学时：32讲课：20实验：0上机：12适用专业：高分子材料与工程大纲编写（修订）时间：2017.06一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标高分子材料工厂工艺设计是高分子材料与工程专业必修的一门综合性、实践性较强的专业主干课。它全面、系统地介绍高分子材料生产工艺设计的流程、工艺选择、物料衡算、热量衡算、设备的选型和设计等工程知识，以使学生提高综合运用所学专业基础及专业知识的能力和工程计算能力，以及分析问题、解决问题的能力，强化工程意识。通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1.熟悉设计生产高分子产品的工艺过程；2.获取相关数据和参数的基本技能；3.掌握高分子工程与工艺的设计和计算的基本能力；4.掌握初步的设计能力和一定的工程素养。为后续课高分子材料工程设计、毕业设计打下理论基础，也使学生能更快适应今后的高分子材料加工工作的需要。（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：熟悉设计的一般过程；掌握工艺流程设计及化工流程图绘制；掌握物料衡算和能量衡算；掌握设备选用及设备图的表达、车间设备布置及布置图表达；了解管路布置设计、非工艺项目的设计条件、工程设计概算、车间的组织管理等内容。2.基本能力：具备查阅资料、选用公式和收集数据的能力；具有设计高分子材料生产工艺流程和工艺计算的能力；具有设备选型和设计的能力；具有物料衡算和热量衡算的能力3.基本技能：具有用简洁的文字、规范的图表（如工艺流程图、设备布置图、物料平衡表、设备及材料一览表等）来表达自己设计结果的能力。（三）实施说明1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和基本理论的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；加入课堂讨论，调动学生学习的主观能动性；讲课要联系高分子材料生产加工工艺实例并注重培养学生的创新能力；有条件可采用高分子材料生产加工仿真模拟课件，增强学生的感性认知，也可现场参观高分子材料生产过程或聘请企业工程技术人员讲授。2．教学手段：在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。工艺流程设计、车间布置、管路部分应尽量采用多媒体教学，高分子加工设备的选型等部分应尽量采用工程实例教学。本理论课程结束后，应在后续的课程设计中，让学生独立完成某一高分子产品的工艺设计，协同其他设计人员完成高分子工业生产车间的建造的全部任务，并撰写设计说明书、绘制工艺流程图和设备工艺条件图。3．计算机辅助设计：要求学生采用二维CAD或三维CAD设计软件进行大作业的设计。（四）对先修课的要求本课程应在修完化工原理、工程制图、高分子材料合成、高分子材料成型加工等课程后进行。（五）对习题课、实验环节的要求1.根据课程进度适当安排一些相关的计算、制图、阅图等方面的习题内容，使学生能将所学内容深入理解。2.本课程的课程设计单独设课，单独考核，具体要求参见相应的课程设计教学大纲。（六）课程考核方式1．考核方式：考查2．考核目标：在考核学生对基本知识的基础上，重点考核学生的宏观分析能力、设计实践能力。3．成绩构成：本课程的总成绩主要由二部分组成：平时成绩占50%，上机实践成绩占50%。（1）平时成绩：包括作业、出勤、随堂测验、课题讨论等，按五级制考核。优秀：不缺席上机实践课，上课不迟到或不早退或不无故缺席，随堂测验皆为合格；良好：不缺席上机实践课，上课迟到或早退或请假不超过1次，或随堂测验不合格不超过1次者；中等：不缺席上机实践课，上课迟到或早退或请假不超过2次，或随堂测验不合格不超过2次；及格：满足不缺席上机实践课，听课过程迟到或早退或请假不超过3次，或随堂测验不合格不超过3次。（2）上机实践成绩：包括上机实践纪律、上机操作能力和任务考核内容，按五级制考核。上机实践任务一：根据给定的流程示意图，绘制符合规范标准的工艺流程图。考核内容：1、A3图幅，横置，左侧装订，采用指导中书规定的标题栏。，图面饱满、表示清楚；2、流程图内容完整，包括图，代号与图例，标题栏；字型、字号等符合绘图符合规范；3、设备特征表达清晰，设备标注符合规范；4、阀门、仪表等绘制方法和标注符合规范；5、主物料线，辅物料线等工艺流程线表示清晰；6、上机操作技能熟练，绘图习惯良好；7、按指定时间完成并上交者加。按五级制进行考核。满足7项者为优秀，6项为良好，5项为中等，4项为及格，不足4项为不及格。上机实践任务二：根据给出的占地面积，绘制出厂区或车间平面图。考核内容：1、图幅，根据占地面积自己选用图幅尺寸。图面饱满、表示清楚，绘图用规范的比例，要在标题栏中注明，标题栏按指导书中的样式。；2、车间内的生产辅助用房最少要含有原料和产品仓库、控制室、变电配电室、机修仪修室、化验室和贮藏室，生活行政用房最少含有车间办公室、工人休息、更衣室、浴室、厕所，各功能用房的面积及布局合理、利用充分；3、柱网的概念。厂房的宽度、柱距、定位轴线的编号符合规定；4、尺寸界线、尺寸线、尺寸的排列与布置符合规范，三层尺寸标注完整；5、线型、字型、字号等符合绘图规范；6、上机操作技能熟练，绘图习惯良好；7、按指定时间完成并上交。按五级制进行考核。满足7项者为优秀，6项为良好，5项为中等，4项为及格，不足4项为不及格上机实践任务三：按给定的管路布置的视图，绘制出轴测图。考核内容：1、A3图幅，采用给定的标题栏，绘图比例合适，图面美观；2、线型、字型、字号等符合绘图规范；3、关键设备或仪器不能被遮挡；4、管路和管件按规范标准进行简化绘制；5、设备的管道进出口及阀门扳手的朝向，与原图一致；6、上机操作技能熟练，绘图习惯良好；7、按指定时间完成。按五级制进行考核。满足7项者为优秀，6项为良好，5项为中等，4项为及格，不足4项为不及格。（3）总评成绩：按五级制，由任课教师视平时成绩和上机实践成绩具体情况给出。上机实践无成绩或不及格者，总成绩直接以不及格计。（七）主要参考书目:《高分子材料加工厂设计》，徐德增编，化学工业出版社，2007《化工工艺工程设计》，周兰等编，成都科技大学出版社《化工设计概论》，侯文顺编，化学工业出版社，2005《高分子材料生产加工设备(第2版)》，徐德增编，中国纺织出版社，2009二、中文摘要本课程是高分子材料与工程本科专业必修的技术基础主干课。学生通过本课程的学习，熟悉生产高分子产品生产工艺过程的设计，具有获取相关数据和参数的基本技能，掌握高分子材料工程与工艺的设计和计算。本课程不但培养学生的设计能力，加强学生的工程素养，而且为后续课程的学习以及相关课程设计、毕业论文等奠定理论基础和实验技术基础，更为从事高分子材料的生产和工艺设计打下必要技术基础。三、课程学时总体分配表序号章节名称学时讲课实验上机11设计的概念1.1设计的种类1.2高分子工程设计的特点1.3设计的一般过程220022工艺流程设计2.1工艺路线的确定2.2工艺流程设计2.3工艺流程图绘制要点2.4工艺流程设计例620433工艺计算3.1物料衡算3.2能量计算220044设备选型和设计4.1设备选型的原则4.2设备的选择方法4.3设备图的基本表达方法440055车间布置设计5.1概述5.2建构筑物的基本知识5.3车间布置设计技术5.4车间布置图的基本表达方法620466管路设计6.1管路设计基础6.2管路计算6.3管路布置设计及基本表达方法620477非工艺项目的设计条件7.1土建设计条件7.2电气设计条件7.3自动控制条件7.4设备机械设计条件7.5给排水设计条件7.6采暖通风条件220088车间劳动定员及组织管理制度8.1企业工作制度8.2劳动定员的原则及核算方法8.3技术人员的基本职责220099设计概预算9.1建设项目投资估算9.2单元设备价格估算9.3生产成本估算9.4经济评价9.5综合技术经济指标9.6概算书的编制2200合计3220012四、教学内容及基本要求第1部分设计的概念总学时（单位：学时）:2讲课:2实验:0上机:0基本内容：化工设计的种类；工艺设计的一般工作程序及主要内容；高分子车间（装置）工艺设计内容；设计文件内容及其编制。重点：工艺设计的工作程序及内容；设计文件内容及其编制。基本要求：了解化工设计的种类；熟悉工艺设计的一般工作程序及主要内容；掌握高分子车间（装置）工艺设计内容；熟悉设计文件内容及其编制。思考题：项目建议书、项目可行性报告、项目设计任务书和设计说明书的基本内容。第2部分

工艺流程设计总学时（单位：学时）:6讲课:2实验:0上机:4基本内容：生产方法和工艺流程选择的原则；生产方法和工艺流程确定的步骤；工艺流程的表达方法。重点：工艺路线的选择；工艺流程的设计及其绘制。基本要求：了解生产方法和工艺流程选择的原则；掌握生产方法和工艺流程确定的步骤；熟悉工艺流程图表达内容及方法；了解HG20519-2009中规定的图形符号。习题：完成上机实践任务一第3部分工艺计算总学时（单位：学时）:2讲课:2实验:0上机:0基本内容：

物料计算的基本知识及计算的一般步骤；物料衡算表、原料消耗综合表、排出物综合表的编制；热量计算的基本知识及计算的一般步骤；加热介质、冷却介质消耗量的计算；动力消耗一览表的编制。重点：原料消耗综合表和动力消耗一览表的编制基本要求：掌握物料、热量计算的基本知识及计算的一般步骤；掌握加热介质、冷却介质消耗量的计算方法；熟练进行物料衡算表、原料消耗综合表、动力消耗一览表的编制。思考题：1、选择物料、热量衡算基准时应注意那些问题？2、高分子工厂设计中的物料和热量计算主要解决那些问题？第4部分设备选型和设计总学时（单位：学时）:4讲课:4实验:0上机:0基本内容：高分子设备选用及设计的原则和方法；设备图的基本表达方法；设备一览表的编制。重点：设备一览表的编制基本要求：掌握高分子设备选用及设计的原则和方法；熟悉设备图的基本表达方法，掌握设备一览表的编制。习题：根据给定的单位时间的物料量，设计出中间料仓（或料罐），绘出设备图，并编制配件一览表。第5部分车间布置设计总学时（单位：学时）:8讲课:4实验:0上机:4基本内容：车间布置设计的原则、内容及条件；建构筑的基本知识；车间平面和垂直布置设计；设备布置图的基本表达方法。重点：车间平面布置设计；设备布置图的基本表达方法基本要求：掌握车间布置设计的程序、内容及条件；熟悉建构筑的基本知识；掌握车间设备平面和垂直布置设的原则，及其基本表达内容和方法。习题：完成上机实践任务二。第6部分管路设计总学时（单位：学时）:6讲课:2实验:0上机:4基本内容：管道布置设计的任务及要求；管道的平面、立面布置原则；管道布置图的基本表达方法。重点：管路布置的基本绘制方法难点：管路的轴测图的绘制基本要求：了解管道的平面、立面布置原则；读懂管路布置图；掌握管路布置图的绘制内容及要求。习题：完成上机实践任务三第7部分非工艺项目的设计条件总学时（单位：学时）:2讲课:2实验:0上机:0基本内容：高分子车间设计中涉及的土建、电气、自控、采暖通风和给排水等设计条件。基本要求：了解高分子车间设计为土建、电气、自控、采暖通风和供排水等专业提供的设计条件。思考题：非工艺专业与工艺专业在设计中的工作内容及其相互关系。第8部分车间劳动定员及组织管理制度总学时（单位：学时）:2讲课:2实验:0上机:0基本内容：企业的组织形式及工作制度；各职能