《水工藝設(shè)備與控制》課程教學(xué)大綱

《水工藝設(shè)備與控制》教學(xué)大綱課程類別：專業(yè)主干課課程編碼：1152352014506課程英文名：Watertreatmentequipment預(yù)修課程：水質(zhì)工程學(xué)I、andautomationtechnology電工學(xué)基礎(chǔ)總學(xué)時(shí)數(shù)：36建議修讀學(xué)期：6一、課程性質(zhì)、目標(biāo)與要求《水工藝設(shè)備與控制》是按照學(xué)科發(fā)展規(guī)劃，針對(duì)環(huán)境工程專業(yè)需求設(shè)置的一門專業(yè)主干課。該課程是針對(duì)我國(guó)北方水處理技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保設(shè)備體系逐步形成與不斷完善的現(xiàn)狀，在水質(zhì)工程學(xué)課程的基礎(chǔ)上，設(shè)立以防腐保溫和設(shè)備自控為特色的新課程。課程培養(yǎng)目標(biāo)及定位是：強(qiáng)調(diào)理論基礎(chǔ)扎實(shí)和創(chuàng)新與實(shí)踐能力，能夠從事水質(zhì)工程學(xué)領(lǐng)域的設(shè)備設(shè)計(jì)、施工、安裝和運(yùn)行管理等工作，并具有一定設(shè)備研發(fā)能力的高級(jí)工程技術(shù)人才。二、教學(xué)內(nèi)容、重難點(diǎn)和課時(shí)安排該課程主要內(nèi)容是介紹與水工藝設(shè)備的制造、設(shè)計(jì)、適用條件與控制儀表等有關(guān)的基本知識(shí)，主要內(nèi)容包括常用材料及性能、典型水工藝設(shè)備和控制方法。課程共分為十個(gè)章節(jié)，內(nèi)容如下：緒論：課程簡(jiǎn)介、主要講述的內(nèi)容、課程特點(diǎn)、學(xué)習(xí)方法。第一章水工藝常用材料教學(xué)內(nèi)容：金屬材料的分類、基本性能，耐蝕金屬材料及性能，無(wú)機(jī)非金屬材料分類及基本性能，耐蝕無(wú)機(jī)非金屬材料及其性能，高分子材料的性能，常用塑料和橡膠介紹，復(fù)合材料的性能特點(diǎn)。教學(xué)要求：1、了解金屬材料的分類2、掌握材料的基本性能及使用條件3、熟悉耐蝕金屬材料及性能重點(diǎn)：常用材料的基本性能，不同材料的使用條件難點(diǎn)：常用材料的基本性能第二章材料設(shè)備的腐蝕、防護(hù)及保溫教學(xué)內(nèi)容：材料設(shè)備的腐蝕與防護(hù)概述，腐蝕與防護(hù)基本原理，設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù)，材料的選用，設(shè)備保溫的目的，保溫材料，保溫結(jié)構(gòu)與施工。教學(xué)要求：1、了解材料設(shè)備的腐蝕的危害以及腐蝕與防護(hù)科學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r2、掌握腐蝕與防護(hù)基本原理3、熟悉各種設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù)4、能運(yùn)用腐蝕與防護(hù)原理進(jìn)行材料的選用5、了解設(shè)備保溫的目的6、熟悉常用保溫材料，保溫結(jié)構(gòu)與施工重點(diǎn)：腐蝕與防護(hù)基本原理，設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù)難點(diǎn)：腐蝕與防護(hù)基本原理第三章水工藝設(shè)備理論基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容：容器應(yīng)力理論，包括容器概述，回轉(zhuǎn)曲面與回轉(zhuǎn)薄殼，回轉(zhuǎn)薄殼的薄膜應(yīng)力，環(huán)向薄膜應(yīng)力，內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力，壓力容器的強(qiáng)度計(jì)算，平板的變曲應(yīng)力，壓力容器的二次應(yīng)力，內(nèi)壓封頭設(shè)計(jì)等；機(jī)械傳動(dòng)理論，包括機(jī)械傳動(dòng)概述，機(jī)械傳動(dòng)的主要方式；機(jī)械制造工藝，包括鑄造、壓力加工、焊接、金屬切削加工等；熱量傳遞與交換理論，包括熱傳導(dǎo)、對(duì)流換熱、凝結(jié)換熱、輻射換熱，傳熱過(guò)程，傳熱過(guò)程的增強(qiáng)與削弱。教學(xué)要求：1、了解容器的結(jié)構(gòu)與分類以及容器設(shè)計(jì)的基本要求2、掌握回轉(zhuǎn)薄殼的薄膜應(yīng)力的計(jì)算、內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力計(jì)算3、熟悉壓力容器的強(qiáng)度計(jì)算，平板的變曲應(yīng)力，壓力容器的二次應(yīng)力，內(nèi)壓封頭設(shè)計(jì)4、掌握機(jī)械傳動(dòng)的主要方式5、掌握鑄造、壓力加工、焊接、金屬切削加工等機(jī)械制造工藝6、掌握熱量傳遞與交換理論，包括熱傳導(dǎo)、對(duì)流換熱、凝結(jié)換熱、輻射換熱重點(diǎn)：回轉(zhuǎn)薄殼的薄膜應(yīng)力的計(jì)算、內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力計(jì)算；機(jī)械傳動(dòng)的主要方式；幾種機(jī)械制造工藝；熱傳導(dǎo)及計(jì)算。難點(diǎn)：回轉(zhuǎn)薄殼的薄膜應(yīng)力的計(jì)算，熱傳導(dǎo)及計(jì)算第四章水工藝設(shè)備的分類教學(xué)內(nèi)容：通用機(jī)械設(shè)備，專用設(shè)備教學(xué)要求：本章為了解內(nèi)容重點(diǎn)：無(wú)難點(diǎn)：無(wú)第五章容器（塔）設(shè)備教學(xué)內(nèi)容：壓力容器法蘭密封面的型式、容器法蘭的類型、法蘭的密封墊片，管法蘭的類型及密封墊片，臥式容器的支座、立式容器的支座，安全閥、爆破片的工作原理，填料及其支承裝置，布（氣、汽）裝置。教學(xué)要求：1、了解壓力容器法蘭的類型2、掌握容器法蘭密封面的型式、密封墊片3、了解管法蘭的類型及密封墊片4、了解容器支座的型式5、掌握安全泄放裝置的原理與適用場(chǎng)所6、自學(xué)填料及其支承裝置，布（氣、汽）裝置重點(diǎn)：容器法蘭密封面的型式、密封墊片，安全泄放裝置的原理與適用場(chǎng)所。難點(diǎn)：容器法蘭密封面的型式、密封墊片，安全泄放裝置的原理與適用場(chǎng)所第六章攪拌設(shè)備教學(xué)內(nèi)容：攪拌設(shè)備的用途及分類，機(jī)械攪拌設(shè)備組成及其工作原理，機(jī)械攪拌器的型式與結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)裝置、攪拌軸、聯(lián)軸器及軸承，常用攪拌設(shè)備簡(jiǎn)介。教學(xué)要求：1、了解攪拌設(shè)備的用途及分類2、掌握機(jī)械攪拌設(shè)備組成及其工作原理3、掌握機(jī)械攪拌器的型式與結(jié)構(gòu)4、熟悉傳動(dòng)裝置、攪拌軸、聯(lián)軸器及軸承作用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5、自學(xué)常用攪拌設(shè)備簡(jiǎn)介重點(diǎn)：機(jī)械攪拌設(shè)備組成及其工作原理，機(jī)械攪拌器的型式與結(jié)構(gòu)難點(diǎn)：機(jī)械攪拌設(shè)備組成及其工作原理，機(jī)械攪拌器的型式與結(jié)構(gòu)第七章?lián)Q熱設(shè)備教學(xué)內(nèi)容：換熱設(shè)備的功能和分類，常用換熱器的構(gòu)造和特點(diǎn)，包括容積式換熱器、半容積式換熱器、快速式換熱器、半即熱式換熱器、混合式換熱器等，換熱器性能評(píng)價(jià)，換熱器的適用條件，換熱器的選型，換熱器計(jì)算。教學(xué)要求：1、了解換熱設(shè)備的功能和分類2、掌握常用換熱器的構(gòu)造和特點(diǎn)3、掌握換熱器性能評(píng)價(jià)方法4、自學(xué)換熱器的適用條件，換熱器的選型，換熱器計(jì)算。重點(diǎn)：常用換熱器的構(gòu)造和特點(diǎn)，換熱器性能評(píng)價(jià)方法。難點(diǎn)：常用換熱器的構(gòu)造和特點(diǎn)。第八章分離設(shè)備教學(xué)內(nèi)容：分離設(shè)備的用途及分類，氣浮分離設(shè)備的功能與種類，微孔布?xì)鈿飧≡O(shè)備，加壓溶氣氣浮設(shè)備，溶氣真空氣浮設(shè)備，電解氣浮設(shè)備，篩濾設(shè)備，砂濾設(shè)備，膜分離設(shè)備，膜分離設(shè)備分類及分離原理，膜分離裝置。教學(xué)要求：1、了解分離設(shè)備的用途及分類。2、熟悉氣浮分離設(shè)備的功能與種類3、掌握幾種常用氣浮設(shè)備的工作原理4、了解篩濾設(shè)備，砂濾設(shè)備5、掌握膜分離設(shè)備的分離原理6、掌握幾種膜分離裝置的結(jié)構(gòu)重點(diǎn)：常用氣浮設(shè)備的工作原理，膜分離設(shè)備的分離原理，膜分離裝置的結(jié)構(gòu)。難點(diǎn)：膜分離設(shè)備的分離原理，膜分離裝置的結(jié)構(gòu)。第九章污泥處置設(shè)備教學(xué)內(nèi)容：排泥設(shè)備的分類，常用排泥設(shè)備的特點(diǎn)與適用范圍，污泥濃縮與脫水設(shè)備的用途與類型，幾種常用污泥濃縮與脫水設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理。教學(xué)要求：1、了解排泥設(shè)備的分類2、掌握常用排泥設(shè)備的特點(diǎn)與適用范圍3、了解污泥濃縮與脫水設(shè)備的用途與類型4、掌握常用污泥濃縮與脫水設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理重點(diǎn)：常用排泥設(shè)備的特點(diǎn)與適用范圍，常用污泥濃縮與脫水設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理難點(diǎn)：常用排泥設(shè)備的特點(diǎn)與適用范圍，常用污泥濃縮與脫水設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理第十章投藥設(shè)備教學(xué)內(nèi)容：常用計(jì)量設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理，常用投加設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理?；疽螅?、認(rèn)識(shí)各種常用計(jì)量和投加設(shè)備2、掌握幾種計(jì)量和投加設(shè)備的工作原理3、課外查閱相關(guān)設(shè)備資料重點(diǎn)：計(jì)量和投加設(shè)備的工作原理難點(diǎn)：計(jì)量和投加設(shè)備的工作原理三、課程教學(xué)方法1．課堂講授以課堂講授為主，體現(xiàn)環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，將側(cè)重點(diǎn)放在設(shè)備的防腐、保溫的工作原理、設(shè)備設(shè)計(jì)制造、設(shè)備的維護(hù)管理及工藝選型上。在教學(xué)過(guò)程中建議結(jié)合電化教學(xué)手段進(jìn)行設(shè)備原理與構(gòu)造的展示。2．實(shí)驗(yàn)教學(xué)：以模型演示教學(xué)為主，強(qiáng)化師生互動(dòng)，一方面提高學(xué)生對(duì)課本內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)，另一方面可了解設(shè)備的基本運(yùn)行與控制方法，由此加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。3.課后復(fù)習(xí)與練習(xí)課后作業(yè)以論述題為主，以實(shí)際工程條件為例子，要求學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)的設(shè)備基礎(chǔ)理論來(lái)解決復(fù)雜水環(huán)境條件下的設(shè)備設(shè)計(jì)或選型、安裝與管理等問(wèn)題。4.結(jié)業(yè)考試結(jié)業(yè)考試以筆試為主，采用開(kāi)卷考試的形式，同時(shí)兼顧平時(shí)的考查。考試題目注重考察學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，重在考察學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，不出偏題、怪題和助長(zhǎng)死記硬背的題目，考試題目避免與其它課程的內(nèi)容重復(fù)。除筆試外，還通過(guò)課堂提問(wèn)、觀察、討論、談話、學(xué)生作業(yè)等方式，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，考查學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。四、實(shí)踐教學(xué)安排為配合理論講授課程的內(nèi)容，提升學(xué)生對(duì)理論課程中相關(guān)知識(shí)的理解能力，設(shè)置如下3個(gè)模型演示教學(xué)課程：1.混凝設(shè)備2.過(guò)濾設(shè)備3.一體化生物反應(yīng)器設(shè)備在課后布置水工藝設(shè)備工程的論述題，依托水質(zhì)工程學(xué)中所學(xué)的設(shè)計(jì)知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)或選定環(huán)保設(shè)備，解決實(shí)際工程問(wèn)題。五、課程教學(xué)評(píng)價(jià)本門課程注重對(duì)水質(zhì)工程學(xué)基礎(chǔ)理論的靈活運(yùn)用，強(qiáng)調(diào)結(jié)合設(shè)備工程學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，在教學(xué)評(píng)價(jià)上突出師生互動(dòng)、課堂問(wèn)答，關(guān)注課后論述與討論和期末測(cè)試中關(guān)于實(shí)際工程問(wèn)題的解決能力。課程評(píng)價(jià)分為2個(gè)部分：平時(shí)成績(jī)與期末成績(jī)。其中平時(shí)成績(jī)占40%，期末成績(jī)占60%。平時(shí)成績(jī)的設(shè)置，是根據(jù)課程章節(jié)安排10次互動(dòng)和10次論述題。各占5分，總分為100分?；?dòng)環(huán)節(jié)傾向于分組討論，按照設(shè)備工程團(tuán)隊(duì)的協(xié)作步驟，在短時(shí)間內(nèi)迅速完成應(yīng)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的方案設(shè)置和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)闡述。在論述題中，一方面強(qiáng)調(diào)保溫與防腐的意義和應(yīng)對(duì)措施，另一方面也關(guān)注獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，尤其是在設(shè)備管理中涉及的維修與保養(yǎng)問(wèn)題。期末考試建議采用開(kāi)卷形式，其中30-40分的內(nèi)容為教材或講授時(shí)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的基礎(chǔ)理論知識(shí)或方法，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的熟悉程度。余下60-70分內(nèi)容，主要是根據(jù)實(shí)際工程情況，提出的各種案例分析試題，以檢驗(yàn)學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)本門課程后對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用能力。六、課程學(xué)習(xí)資源（一）主要參考書目1.黃廷林主編:\o"水工藝設(shè)備基礎(chǔ)第2版"《水工藝設(shè)備基礎(chǔ)第2版》,中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011.2.崔福義、彭永臻、南軍編著:《給排水工程儀表與控制》，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.3.蔣克彬，彭松，陳秀珍等編:\o"水處理工程常用設(shè)備與工藝"《水處理工程常用設(shè)備與工藝》,中國(guó)石化出版社,2011.4.亞歷山大·奧梅利琴科:《現(xiàn)代水處理設(shè)備與方法》,氣象出版社,2009.5.劉燦生、黃毅宣等編：《中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)：給水排水儀表自動(dòng)化控制工程施工及驗(yàn)收規(guī)程（CECS162：2004）》,中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2004.6.胡賡祥，蔡珣編:《材料科學(xué)基礎(chǔ)》,上海交通大學(xué)出版社,2000.7.鄧文英主編:《金屬工藝學(xué)》,高等教育出版社,1997。8.史惠祥主編：《實(shí)用水處理設(shè)備手冊(cè)》,化學(xué)工業(yè)出版社,2000.9.上海市政工程設(shè)計(jì)研究院主編：《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第9冊(cè)）專用機(jī)械》,中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000.10.李金根主編：《給水排水快速設(shè)計(jì)手冊(cè)（第4冊(cè)）給水