MKP

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА «ТЕХНОЛОГИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ И ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ»

МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЙ КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Методические указания

Волгоград

2013

УДК 678 (075)

Рецензент

канд. техн. наук доцент А. Н. Гайдадин

Печатается по решению редакционно-издательского совета Волгоградского государственного технического университета

Междисциплинарный курсовой проект : метод. указания / сост.

В.А. Навроцкий; ВолгГТУ. – Волгоград, 2013. – 28 с.

Вметодических указаниях приводится порядок выполнения междисциплинарного курсового проекта (МДКП). Описываются основные требования выполнения расчетов, написания разделов, выполнения графической части, оформления пояснительной записки. Определены содержание и объем курсового проекта, сроки и порядок сдачи готового проекта.

Предназначены студентам направления магистерской подготовки 240100.68 «Химическая технология высокомолекулярных соединений» (с подготовкой к производственно-технологической деятельности) для выполнения междисциплинарного курсового проекта.

Волгоградский государственный технический университет, 2013

2

ВВЕДЕНИЕ

Развитие любого производства осуществляется в двух основных направлениях: экстенсивном и интенсивном. Первое направление связано, главным образом, с расширением производственных мощностей и увеличением числа работающих. Второе предполагает более эффективное использование и совершенствование имеющегося потенциала, повышение качества работы и выпускаемой продукции за счет использования новых технических решений, реорганизацию управления, приобретение новой квалификации работающими, развитие их инициативы и заинтересованности в результатах труда.

Для осуществления модернизации современных химических предприятий требуется ликвидировать разрыв между уровнем подготовки специалистов и потребностями производства. Поэтому основная цель высших учебных заведений заключается в обеспечении сочетания фундаментального образования с подготовкой специалистов к конкретной практической деятельности.

Цель предлагаемых методических указаний заключается в ознакомлении студентов с содержанием, последовательностью выполнения и организацией работы над междисциплинарным проектом с учетом содержания проектирования в первом и втором семестрах магистратуры. Реализация указанной цели даст возможность будущим специалистам обеспечивать высокую технологическую культуру производства, осваивать и разрабатывать новые технологии и участвовать в обновлении производства.

Цель достигается подготовкой специалистов путем их обучения методам проектирования – особому виду профессиональной деятельности, который должен привести к развитию познавательного и творческого мышления. При выполнении проекта решается ряд задач:

−анализ состояния технического уровня действующих производств;

−разработка химической и технологической концепций производства;

3

−технологические, механические и технико-экономические расчеты;

−конструирование отдельных основных элементов машин и аппаратов;

−охрана окружающей среды и др.

Решение этих задач является важнейшим этапом в формировании квалифицированных специалистов, обладающих необходимыми компетенциями.

В процессе разработки междисциплинарного проекта становится понятным, как разные знания используются в практических целях. То есть, именно при разработке проекта химического производства в непрерывном единстве составляющих его элементов задействуется и используется практически весь арсенал, прежде всего химических и физических знаний.

Формирование профессионально-специализированных компетенций особенно эффективно в процессе разрабатотки проекта несуществующего производства: в этом случае магистрант вынужден принимать неоднозначные самостоятельные решения. В отличие от привычных учебных задач, которые обычно имеют так называемый «правильный ответ», при разработке проекта такого ответа не существует из-за многогранности возникающих задач и индивидуальных особенностей мышления разработчиков проекта.

Таким образом, основная задача проектирования предполагает интеграцию всех полученных знаний, их расширение и углубление, включая приобретение опыта по их применению в прикладных ситуациях. Именно поэтому междисциплинарный курсовой проект, который разрабатывается в первом и втором семестрах магистратуры, является важнейшим этапом подготовки магистров к производственно-технологической деятельности.

4

1 ВЗАИМОСВЯЗЬ РЕАЛЬНОГО И УЧЕБНОГО ПРОЕКТОВ

Вэтом разделе представлена характеристика основных этапов проектирования при разработке проекта реального химического производства. Такую работу осуществляют несколько организаций, включая разработчиков технологии, заказчика или инвестора и генерального проектировщика совместно с субподрядными, строительными и монтажными организациями. При разработке междисциплинарного проекта практически все функции перечисленных организаций выполняет автор проекта совместно с руководителем. Междисциплинарный проект как вид учебной работы, безусловно, отличается от реального, поэтому необходимо прояснить место той или иной информации в учебном проекте. Содержание междисциплинарного проекта представлено в разделах 3, 4.

Если проект понимать как совокупность информации о технологии производства конкретного продукта, то его целью является систематизация, закрепление, расширение теоретических и практических знаний и навыков по химии и технологии синтеза мономеров и полимеров, процессам

иоборудованию соответствующих производств и другим дисциплинам, а также интегральное применение этих знаний при решении научных, инженерных, экологических, экономических и производственных задач. В связи с изложенным, проектирование можно определить как переработку информации: ее поиск и накопление, осмысление и анализ, структурирование

ипредставление в формализованном виде, то есть в виде проекта.

Всоответствии с постановлением правительства РФ [1] о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации, с учетом содержания проекта и организации работы над ним предусматриваются пять этапов проектирования.

5

Этап I

Первый этап заключается в обосновании или разработке способа производства конкретного продукта. Этот этап включает обзор литературных источников известных способов и устройств, а также анализ технологической схемы действующего производства-аналога и разработку модели процесса. На первом этапе проводят анализ или экспериментальное обоснование термодинамики процесса – условий равновесия, – а также кинетики и механизма химической реакции с последующим построением кинетической модели.

При отсутствии литературных данных экспериментально определяют теплофизические параметры исходных, промежуточных и целевых продуктов – теплоту образования, теплоемкость, энтропию, энтальпию, плотность, а также вязкость, коэффициенты тепло- и массопередачи, теплопроводности и диффузии. Указанные параметры должны быть определены как для индивидуальных веществ, так и для смесей.

Полученные на первом этапе данные являются основой для создания химической, а затем технологической концепции метода: выделяются единичные процессы, операции и способы их реализации, составляется принципиальная технологическая схема.

Информация по этому этапу в учебном проекте сосредоточена в основном в обзоре литературных источников, однако теплофизические параметры исходных, промежуточных и целевых продуктов должны быть помещены в технологической части пояснительной записки. Анализ технологической схемы действующего производства-аналога осуществляют в соответствии с методикой, изложенной в лекции [3].

Этап II

Второй этап включает разработку обосновывающих материалов (ОМ), которые иногда имеют названия – технико-экономическое обоснование (ТЭО) или технико-экономический расчёт (ТЭР). Главной целью

6

этого этапа является определение экономической целесообразности и технической необходимости создания конкретного объекта с обоснованием потребности в товарной продукции на перспективу с учетом возможности реализации побочных продуктов, а также обеспеченности сырьем и материалами требуемого качества. Здесь также необходимо обосновать выбор площадки для строительства, создания или размещения объекта.

Информация по этому этапу в учебном проекте размещается, в основном, во введении.

Этап III

Если выводы по обосновывающим материалам оказались положительными, то есть была доказана экономическая целесообразность и техническая необходимость создания проектируемого объекта, то в соответствии с государственной инструкцией [1] заказчик заключает договор с генеральным проектировщиком, выдает ему исходные данные для задания на проектирование и совместно с ним разрабатывает это задание.

Разработка задания на проектирование в междисциплинарном курсовом проекте необходима для уяснения студентами последовательности и содержания расчета, а также для формулировки основных задач расчета. Задание на проектирование оформляется в виде таблицы (см. подраздел 3.2).

Этап IV

Получив задание на проектирование и отчет соответствующей на- учно-исследовательской организации – результат первого этапа проектирования, – генеральный проектировщик решает вопрос о привлечении к работе над проектом специализированных организаций. Для согласования с заинтересованными организациями графика, определяющего последовательность выполнения проектных работ, назначается главный инженер проекта (ГИП), который контролирует разработку проекта и на четвертом

7

этапе проектирования определяет последовательность выполнения проектных работ.

В учебном междисциплинарном курсовом проекте роль ГИП выполняет студент, то есть в соответствии с заданием на проектирование он должен проанализировать план-график выполнения проекта, уточнить содержание каждого пункта графика и согласовать с руководителем проекта уточненные позиции.

Этап V

На последнем этапе устанавливаются основные проектные решения, определяется общая сметная стоимость создания разрабатываемого объекта

итехнико-экономические показатели проектируемого производства.

Вмеждисциплинарном курсовом проекте на этом этапе обосновываются расчетами и согласуются с руководителем проекта изменения, вносимые в схему действующего производства, в соответствии с которыми уточняются балансы и другие позиции, приведенные в исходных данных для проектирования, а также содержание графической части проекта.

Таким образом, в первом семестре магистратуры необходимо выполнить три первых этапа проектирования из пяти изложенных выше, то есть разработать «исходные данные» и задание для проектирования объекта. Четвертый и пятый этапы разработки реального проекта, адаптированные к учебному, реализуются во втором семестре.

8

2 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ НАД МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫМ КУРСОВЫМ ПРОЕКТОМ

Выбор темы проекта определяется направлением исследований по магистерской диссертации, а проектные исследования являются ее составной частью. То есть проект, разрабатываемый студентом в первом и втором семестрах магистратуры, должен способствовать целенаправленному поиску эффективных решений задач диссертационной работы.

Права и обязанности студентов

Студент имеет право:

−выбрать тему проекта и получить направление на практику в соответствии с задачами, решаемыми в проекте;

−получать консультации у руководителя проекта по вопросам, возникающим в процессе проектирования;

−участвовать совместно с руководителем в разработке плана-графика выполнения проекта.

Студент обязан:

−проявлять самостоятельность при разработке проекта;

−выполнять в срок разделы проекта и согласовывать их с руководителем в соответствии с планом-графиком.

Этапы разработки междисциплинарного проекта

Всоответствии с учебным планом магистерской подготовки, графиком учебного процесса и по аналогии с реальным проектированием, опирающимся на нормативную документацию, междисциплинарный проект выполняется в двух семестрах:

−в первом семестре разрабатываются исходные данные к проекту, которые заканчиваются формированием задания на проектирование;

−во втором семестре, в соответствии с заданием на проектирование, осуществляются необходимые технологические расчеты, и оформляется пояснительная записка к проекту, включая графическую часть с иллюстрациями.

9

3 РАЗРАБОТКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ К МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОМУ КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

Согласно «Положению об исходных данных» [2] последние включают 17 разделов:

−введение;

−общие сведения о технологии;

−перспективы производства и потребления;

−патентный формуляр;

−характеристика производимой продукции;

−характеристика сырья, материалов, полупродуктов и энергоресурсов;

−физико-химические и теплофизические свойства сырья, промежуточных, побочных и целевых продуктов и отходов производства;

−химизм, физико-химические основы технологических процессов, в т. ч. по переработке отходов производства;

−описание технологического процесса и схемы;

−материальный баланс;

−расходные коэффициенты сырья и вспомогательных материалов;

−математическое описание аппаратов и процесса;

−данные для расчета и выбора основного технологического оборудования, технические проекты или техническое задание на нестандартное оборудование;

−рекомендации по автоматизации и управлению технологическим процессом;

−аналитический контроль производства;

−рекомендации по охране окружающей среды и утилизации отходов производства;

−рекомендации по безопасной эксплуатации производства и охране труда.

Содержание, характеристика и примерный объем разделов исход-

ных данных учебного проекта представлены ниже.

10