课程意义:
过程设备是以石油、化工、能源、冶金为代表的过程工业生产工艺过程中的重要装备,是过程工业得以安全、经济与高效运行的根本保障。《过程设备设计》课程主要以压力容器结构及应力分析、材料性能及服役行为、过程设备(压力容器)结构与强度设计为教学重点,阐述最新的压力容器与相关设备设计的规范标准与基本要求,压力容器的设计的基本理论与基本方法以及典型过程设备的结构设计与强度计算等,课程教学注重从适用的标准选用、正确的设备选材、合理的结构设计、准确的强度计算等多方面保障过程装备安全可靠与经济高效,课程旨在系统构建作为一名过程机械工程师必须具备的过程设备设计的基本概念、基本理论和基本方法并树立安全与经济统一的工程设计观。
课程特色:
课程涉及多学科领域,知识面宽广、内容更新快、理论密切联系实践,具有系统性、专业性和实践性强等显著特点,是过程装备与控制工程专业特色课程和专业核心课程,更是过程工业机械工程师进行过程装备设计、制造、检验、检测以及运行维护的专业基石。
课程由国内六所重点高校的具有丰富教学科研及工程实践经验的国家级、省级教学名师等行业资深教授共同打造,他们将以扎实的专业理论知识、丰富的工程实践经验、新颖的教育教学理念和精湛的课堂教学技巧带你迈进过程设备设计的专业领域,为你奠定作为一名过程工业卓越机械工程师坚实的专业基础。
教学方式:
课程采用MOOC+SPOC+慕课堂的线上与线下结合的混合式教学模式。线上资源依托中国大学MOOC爱课程平台运行的《过程设备设计》(南昌大学胡兆吉领衔主讲)在线开放课程。课程建立了与之同步的SPOC课程,同时采用了慕课堂在线教学工具辅助线上线下教学。
《过程设备设计》课程学习目标:
1、能够理解并正确描述过程设备的性能与结构特点,了解并列举典型过程设备在工程中的应用情况,明确过程设备设计的基本要求与设计步骤;能够针对过程设备的特点,树立安全与经济相统一的工程设计观,并将其贯穿于过程设备设计的全过程;
2、熟悉并掌握国内外压力容器主要设计规范标准的主要内容、基本要求及适用条件,能够根据压力容器的设计条件正确地选择和运用压力容器的相关设计规范与标准;能够依据压力容器设计的现行规范标准内容及要求,分析与判断压力容器设计技术条件的合理性;
3、熟悉压力容器(薄壁和厚壁)回转壳体应力分析的一般方法,能够正确应用相关理论与方法求解压力容器典型板壳结构(总体或局部)的应力,正确分析与辨识其应力分布特点(内压与外压、总体与局部等)与失效机理,并据此对容器结构设计的合理性进行评估,为压力容器的结构设计、选型及强度设计奠定基础;
4、熟悉压力容器用材的基本知识,能够正确理解及判断压力容器的制造工艺以及服役环境对压力容器用钢性能的影响,并根据其影响提出合理的防范措施;能够根据压力容器的设计使用条件与选材要求,提出合理的选材方案,正确地进行选材;
5、能够正确阐述压力容器常见的失效模式、失效判据与设计准则的内涵与相互关系,根据压力容器结构与受载条件,能够正确地推断其可能的失效模式,为压力容器的失效分析与事故预防奠定基础;
6、能够正确理解压力容器的常规设计与分析设计方法的基本思想及其异同;能够根据给定的设计条件,依据相关标准规范正确进行压力容器的常规设计(包括设计参数的确定、容器的结构设计、强度与刚度设计计算及校核、密封装置的设计与选型、安全附件的设计与选型以及耐压试验与泄漏试验等);
7、能够运用应力分类的理念,对压力容器的应力进行合理分析与分类,并能正确地理解压力容器分析设计规范的基本内容和要求,应力分析设计的基本步骤与方法;能够依据分析设计标准,对压力容器的分析设计方案进行合理性评估;能够理解与描述压力容器先进设计理念(如疲劳分析/脆断设计等)及其基本内容与要求,了解压力容器相关设计技术前沿、最新进展及其工程应用情况;
8、能够正确解释储运设备、换热设备、塔设备以及反应设备等典型过程设备的基本原理,准确描述典型过程设备的结构与性能特点;能够正确运用过程设备设计的相关规范标准进行典型过程设备的结构设计与强度设计;通过专题研讨方式,结合过程设备的研究前沿与工程实践,提出专题调研方案,通过文献查阅与研讨分析,撰写逻辑层次清晰、内容完整规范、反映发展动态,符合调研报告要求的专题研究报告;
本课程成绩由以下几部分构成:
完成所有课程内容的视频学习,完成视频课中弹题和随堂测验。该部分不计分数,仅作为学习者学习过程中对学习效果的检验;
单元作业与专题研讨(占比30%):本课程根据教学进程,拟安排6次-8次单元作业及4次专题研讨,要求学生在观看教学视频和阅读延伸文献的基础上,至少完成6次单元作业及2次专题研讨,在线提交书面作业及专题研讨报告;单元作业按教学单元布置,专题研讨主要围绕典型过程设备的基本原理、结构与性能特点及工程应用进展进行;专题研讨学生可以个人或小组(建议以小组方式,但每组一般不超过4-6人)身份,通过阅读延伸文献,确立专题报告主题,形成专题报告的PPT文件并在线提交;必要时,可作专题报告线下翻转交流与讨论。
单元作业及专题研讨报告采取学生互评的方式进行评分,每人应互评其他5人(或5个小组)的专题研讨报告。互评完成度的计分规则为:未参与互评的学生将获0分,未完成互评的学生将给与所得分数的50%,全部完成互评的学生将给与所得分数的100%。系统默认互评下的学生作业或专题报告成绩,每个得分项去掉最低最高分取平均分。教师可根据作业或专题报告情况对作业或报告进行点评;
单元测验(占比10%):本课程拟安排6次单元测验。单元测验一般为客观题,每次测验需要在60分钟内完成;单元测验成绩一般由系统直接评定;
在线讨论(占比10%):本课程将根据教学进度安排5-8次课堂交流区在线讨论,学生可根据兴趣选择参与。获取满分的学生需要在“课堂交流区”(须在该区参加讨论)积极参与老师发起的课程讨论,且发帖和回帖需要达到20次以上;在线讨论成绩一般由系统直接评定;
课程考试(50%):课程可根据教学进程与要求,安排期中或期末考试(考试方式及题型另定,见课程公告)。考试需要在规定的时间内完成;考试成绩一般由教师评定;
课程成绩及等级标准:
课程学习者课程总成绩60分及以上者为合格,85分及以上者为优秀。
本课程是过程装备与控制工程专业的专业核心课程和特色课程,选修前一般要求:
1、选修专业基础课程,如工程力学(材料力学、理论力学)、机械原理与机械设计;
2、选修相关专业课程,如工程材料、过程装备制造工艺等;
主要参考教材:
l 郑津洋、桑芝富主编《过程设备设计》(第四版),化学工业出版社,2015年;
教材选用简要说明:该教材为化学工业出版社出版、浙江大学郑津洋教授等主编的《过程设备设计》(第四版),是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材;教材曾获中国石油和化学工业优秀出版物(教材类)一等奖,也是我国高等学校机械类过程装备与控制工程专业教学指导分委员会推荐的过程装备与控制工程专业核心专业教材;教材在全国高校过程装备与控制工程专业的师生中得到普遍的认可;教材反映了过程设备技术和工程前沿,内容丰富,结构完整,突出基本概念和基本设计方法,符合专业教学要求;
主要参考教材使用说明:本课程的教学内容是以该参考教材为主进行规划与设计,章节以及教学时序上的安排基本参照了教学的内容,但教学单元设计以及教学知识点内容则根据课程本身的教学目标与要求以及主讲教授的知识背景进行了重新梳理与安排。建议同学们在慕课课程的学习过程中,配合主要参考教材进行系统学习,尤其是对一些重要的概念及理论分析与推导可以将视频材料与书面教材结合起来学习,以达到最好的学习效果。
辅助参考教材:
l 王志文、蔡仁良主编,化工容器设计,化学工业出版社,北京:2006年;
l 范钦珊,压力容器的应力分析与强度设计,原子能出版社,北京,1979年;
l 国家质量技术监督局,固定式压力容器安全技术监察规程(TSG 21-2016),北京,2016年;
l 国家质量技术监督局,压力容器(GB150-2011),北京,2010年;
l 寿比南等主编,GB150-2011《压力容器》标准释义,新华出版社,2012年;
l 中华人民共和国行业标准,钢制压力容器-分析设计标准(JB4732-1995),新华出版社,2005年;
l 庄东汉著(中国台湾),王志文审校,材料失效分析,华东理工大学出版社,2009年;
辅助教材使用说明:参考教材1为我国高等学校过程装备与控制工程专业师生长期使用的教材(由王志文教授和蔡仁良教授主编)。教材对压力容器结构的应力分析与强度设计部分进行了比较系统和详细的分析推导;参考教材2是一本压力容器结构与强度的专著,对受压容器结构与强度进行比较深入的分析;在学习第二章和第五章时,这两本教材均具有重要的参考价值。参考教材7是由台湾学者编著的一本材料失效分析专著,对常用过程设备结构与材料的失效模式、特点以及失效分析方法进行了详细的阐述,在学习第三章时值得参考;参考教材3-6为我国压力容器设计的主要规范标准及其释义,既是课程第一章学习的重要参考,更是从事压力容器与过程设备设计必须了解和掌握的相关内容;
问题1:爱课程网与网易云课堂都有账号,该用哪个帐号学习?
答:两个账号都可登录学习,但要注意务必记住自己的选课入口,并一直从该入口进入(两个入口的学习记录并不会合并)。建议大家每次进入学习时,选择从爱课程网端口进入,以免多个账号造成不必要的麻烦!
问题2:错过了测验和作业时间怎么办?
答:测验和作业会随相应的课程同时发布,分别预留了充足的答题时间。请各位同学务必注意各项计分活动的截止时间,并确保在截止时间前完成,一旦错过截止时间便无法再计分。
问题3:如果想咨询老师问题,应该在哪里提问?
答:可以在讨论区提出课程相关的问题,有代表性的问题老师或课程助教将及时回复。
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