《大气污染控制工程课程设计》
课程编号: |
ENV02702 |
课程名称: |
大气污染控制工程课程设计 |
学分/学时: |
2学分/2周 |
英文名称: |
Curriculum Design for Air Pollution Control Engineering |
大纲执笔人: |
朱玲 |
大纲审核人: |
陈家庆 |
适用专业: |
环境工程专业 |
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先修课程: |
流体力学、环境工程原理、大气污染控制工程 |
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大纲更新时间: |
2017年1月 |
一、课程性质与定位
大气污染控制工程课程设计是环境工程专业主要实践环节之一,该实践环节的主要任务为研究大气污染控制技术的基本原理和应用。大气污染控制工程课程设计是学完基础课程及《大气污染控制工程》后,进一步学习大气污染控制工程设计的基础知识,培养学生大气污染控制工程设计能力的重要教学环节。也是学生综合运用《大气污染控制工程》和相关选修课的知识,联系大气污染控制工程实际,运用各种污染物的不同控制、转化、净化原理和设计方法,对典型气态污染物控制过程的工艺或典型设备进行设计计算、绘图和三维模拟,完成以工艺设计或净化单元设备为主的大气污染控制工程设计的实践。
二、课程教学目标与达成途径
通过这一教学环节,使学生在熟练使用《大气污染控制工程》课程主要基本知识的基础上,培养学生综合运用所学的环境工程领域的基础理论、基本技能和专业知识解决实际工程问题的能力,培养学生通过查阅技术文献资料、国家技术标准、设计手册进行工程设计计算的能力,具备图纸绘制、C语言编程、计算机辅助设计(三维造型)的能力,运用简洁文字和工程语言正确表述设计思想和结果,编写技术文件的基本能力,使学生在大气污染控制工程方面得到工程训练,提高学生综合运用所学的知识,独立解决问题的能力。具体体现在以下方面:
课程教学目标1:了解典型大气污染物治理技术的工艺和设备设计的步骤:通过课堂集中讲授、小组讨论、单独讲解等方式,使学生在以目标为导向的课程设计过程中,了解治理工艺和设备设计的基本步骤,采取的技术路线,需要解决的主要技术问题。
课程教学目标2:具有净化工艺和净化设备的基本设计能力和初步的解决复杂工程问题的能力:通过对特定污染物治理工艺或净化设备的设计,综合考虑创新、环保、技术经济、法律法规适用度等因素,培养学生具备对大气污染控制技术单元的选择和评价能力;在课程设计过程中,查阅技术文献、法规标准和设计手册,应用大气污染控制工程相关基础知识,完成指定污染物的治理方案工艺流程设计、主体设备设计,培养学生初步的解决复杂工程问题,掌握针对实际排放污染物的治理问题。
课程教学目标3:具有多途径获取、分析并准确运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力:通过多种现代工具进行文献检索和查阅相关的法律法规,并把相关资料用于课程设计的整个过程中,培养学生对资料的高效检索、合理分析和综合运用的能力,培养学生全面思考问题的能力。
课程教学目标4:具有团队合作与技术交流能力:通过组建3-4人的课程设计研究小组,完成规定任务的设计计算,撰写课程设计报告,并进行项目答辩,培养学生团队合作能力。
毕业要求指标点实现矩阵
专业毕业要求 指标点 |
课程教学目标 |
达成途径 |
1.4能够运用数学、自然科学、工程基础和专业知识解决复杂环境工程问题。 |
课程教学目标1、2 |
课堂讲授:突出重点、思路清晰、注重师生互动交流; 单独辅导答疑:及时掌握学生的设计进度和正确度,以及过程的积极性; 查阅资料:通过学生自主学习,了解大气污染治理技术的最新进展,同时根据目前的法律法规,确定污染治理的方法; 查阅设计手册:学生在设计计算过程中,借助专业设计手册查找所需的设计参数,准确完成计算过程; 绘图与计算机辅助设计:通过绘制手绘图、CAD图和UG图,以及C语言编程,提高学生的工程设计能力; 编写设计说明书:按指定格式和内容要求,完成设计说明书的书写,提高学生行文撰写能力。 |
2.3能够运用数学、自然科学和工程科学的知识,并利用文献调研分析复杂环境工程问题,获得有效结论。 |
课程教学目标1、2、3 |
查阅资料:通过学生自主学习,了解大气污染治理技术的最新进展,同时根据目前的法律法规,确定污染治理的方法; 查阅设计手册:学生在设计计算过程中,借助专业设计手册查找所需的设计参数,准确完成计算过程; 编写设计说明书:按指定格式和内容要求,完成设计说明书的书写,提高学生行文撰写能力。 |
3.3 在设计过程中综合考虑社会、法律、文化和环境等因素的影响。 |
课程教学目标1、2、3 |
课堂讲授:突出重点、思路清晰、注重师生互动交流; 单独辅导答疑:及时掌握学生的设计进度和正确度,以及过程的积极性; 查阅资料:通过学生自主学习,了解大气污染治理技术的最新进展,同时根据目前的法律法规,确定污染治理的方法; 查阅设计手册:学生在设计计算过程中,借助专业设计手册查找所需的设计参数,准确完成计算过程; 绘图与计算机辅助设计:通过绘制手绘图、CAD图和UG图,以及C语言编程,提高学生的工程设计能力; 编写设计说明书:按指定格式和内容要求,完成设计说明书的书写,提高学生行文撰写能力。 |
9.3能够针对课题项目,组建团队,能够听取和综合团队各成员的意见,带领团队或积极发挥个人作用完成团队任务。 |
课程教学目标3、4 |
查阅资料:通过学生自主学习,了解大气污染治理技术的最新进展,同时根据目前的法律法规,确定污染治理的方法; 查阅设计手册:学生在设计计算过程中,借助专业设计手册查找所需的设计参数,准确完成计算过程; 绘图与计算机辅助设计:通过绘制手绘图、CAD图和UG图,以及C语言编程,提高学生的工程设计能力; 课设答辩:每个学生都独立完成ppt的制作,每组随机抽取一个同学进行汇报,问题可由全组同学共同回答,以提高学生的表达能力和团队合作能力。 |
11.1理解工程项目的经济分析与经济决策方法,并将其应用于环境工程实践中。 |
课程教学目标2 |
课堂讲授:突出重点、思路清晰、注重师生互动交流; 单独辅导答疑:及时掌握学生的设计进度和正确度,以及过程的积极性; 查阅资料:通过学生自主学习,了解大气污染治理技术的最新进展,同时根据目前的法律法规,确定污染治理的方法; 查阅设计手册:学生在设计计算过程中,借助专业设计手册查找所需的设计参数,准确完成计算过程; 编写设计说明书:按指定格式和内容要求,完成设计说明书的书写,提高学生行文撰写能力。 |
三、内容提要与要求
(一)气态污染物净化用装置的设计
通过对吸收/吸附装置设计,初步掌握塔设备设计的基本方法。培养利用已学理论知识,综合分析问题和解决实际问题的能力,绘图能力,以及正确使用设计手册和相关资料的能力。
(1)根据需处理气态污染物物化性质、处理量和净化要求,确定净化设备的类型;
(2)净化设备的设计计算:物料平衡的计算,设备主要尺寸的计算(直径、净化区高度),内部构件的计算选型,材料的校核;
(3)净化设备结构设计;
(4)绘图:设备装配图(A2)机绘CAD、手绘各一张;
(5)C语言编程;
(6)净化设备的计算机辅助设计:应用UG完成对计算单元的计算机辅助设计内容;
(7)完成设计说明书的编写;
(8)完成ppt,进行答辩。
(二)气态污染物净化工艺的设计
通过对工艺流程的设计,初步掌握工艺设计的基本方法。培养利用已学理论知识,综合分析问题和解决实际问题的能力,绘图和计算机编程能力,以及正确使用设计手册和相关资料的能力。
(1)根据需处理气态污染物物化性质、处理量和净化要求,确定工艺流程的类型;
(2)工艺流程主体设备尺寸的设计计算:物料平衡的计算,净化设备主要尺寸的计算(直径、净化区高度、总体高度);
(3)管道、辅助设备、仪器仪表的确定;
(4)绘图:工艺流程图(A2)机绘CAD、手绘各一张;
(5)C语言编程;
(6)完成设计说明书的编写;
(7)完成ppt,进行答辩。
(三)课程设计图纸要求
工艺流程图应以物流方向为主线,标上控制点和仪器代号,标出主体和辅助设备名称;主要设备图严格按工程制图要求,列标题栏,明细表,技术特性表,技术要求说明等,必要时应绘出相应管口方位图,列出接管表等,尺寸标注应符合工程制图的规定。
四、建议教学进度
教学学时分配表
序号 |
名称 |
学时分配 |
1 |
布置任务,给出课程设计的具体要求 |
1天 |
2 |
处理工艺流程/典型污染物净化设备的选择 |
1天 |
3 |
处理工艺流程/典型污染物净化设备的设计计算 |
3天 |
4 |
机绘和手绘工艺流程图/设备图 |
2天 |
5 |
计算机辅助设计(UG三维造型/C语言编程) |
1天 |
6 |
编写说明书,整理资料 |
1天 |
7 |
答辩 |
1天 |
合计 |
2周 |
五、教学方式
1. 集中讲授和单独辅导答疑相结合,注重发挥学生的主动性和创新性;
2. 以课程设计任务为载体,组建任务小组,每个小组成员任务有明确的侧重点,选用同一类型处理方法,设计计算参数不同,可充分调动调动学习积极性,培养学生的团队合作能力和工程设计能力。
六、建议教材或参考书
建议教材:
1. 潘琼. 大气污染控制案例教程. 北京:化学工业出版社,2014.
2. 张莉,杨嘉谟. 环境工程专业课程设计指导教程与案例精选. 北京:化学工业出版社,2012.
3. 柴晓利,冯沧,党小庆. 环境工程专业毕业设计指南. 北京:化学工业出版社,2008.
参考书:
1. 刘家明,赖周平,张迎恺,等. 石油化工设备设计手册(上下册).北京:中国石化出版社,2013.
2. 付家新,王为国,肖稳发. 化工原理课程设计:典型化工单元操作设备设计. 北京:化学工业出版社,2010.
3. 谭蔚.化工设备设计基础(第2版).天津:天津大学出版社,2007.
七、学生成绩评定方法
1. 学生需提交所有资料后才进行成绩的评定。
2. 课程评分类型:百分制。
3. 结课考核方式:考察。
4. 总成绩组成:平时成绩(包括:参与课设的积极性、设计过程中反映的学习态度和思考问题解决问题的深入程度等)占总成绩的15%,设计说明书成绩占总成绩的35%(数据准确10%,设计完整15%,书写质量10%),绘制图纸成绩占总成绩的25%(手绘15%,机绘10%),软件应用成绩(三维造型与C语言编程)占总成绩的10%,课程答辩成绩占总成绩的15%。
课程教学目标评价矩阵
成绩组成 |
考核/评价环节 |
分值 |
考核/评价细则 |
对应的教学目标 |
平时成绩 15% |
学习态度 |
15 |
主要考核学生参与课设的积极性、设计过程中反映的学习态度和思考问题解决问题的深入程度等,按学生出勤、答疑和课设过程记录等计算成绩,成绩按15%计入总成绩。 |
1、2 |
设计说明书35% |
数据准确性 |
10 |
主要考核学生选用计算公式和设计参数的准确性、设计计算过程的科学严谨性,按计算结果的准确性计算成绩,成绩按10%计入总成绩。 |
1、2、3 |
设计完整性 |
15 |
主要考核学生方案设计能力和知识的综合运用能力,以工艺流程设计和设备设计计算结果的全面系统性和完整性计算成绩,成绩按15%计入总成绩。 |
1、2、3 |
|
说明书质量 |
10 |
主要考核学生的书面表达能力,按课设报告书写清晰度、完成性等计算成绩,成绩按10%计入总成绩。 |
2、3 |
|
绘制图纸 25% |
手绘图 |
15 |
主要考核学生绘图、制表等工程表达能力,按图纸的规范性、完整性计算成绩,成绩按15%+10%计入总成绩。 |
3、4 |
机绘图 |
10 |
|||
软件使用 10% |
三维造型图 |
10 |
主要考核学生软件应用能力,按三维造型图质量和完整性、C语言程序的计算结果准确性等计算成绩,成绩按10%计入总成绩。 |
3、4 |
C语言编程 |
||||
课设答辩 15% |
答辩及提问 |
15 |
主要考核学生的团队合作能力和口头表达能力,根据ppt制作质量、报告和回答问题情况等计算成绩,成绩按15%计入总成绩。 |
2、3、4 |
课程设计评分标准:
序号 |
成绩组成 |
考核/评价环节 |
评价要求 |
评价等级 |
||||
优 |
良 |
中 |
及格 |
不及格 |
||||
1 |
平时成绩 15% |
学习态度 15% |
(1按规定参加所有的集中授课、答疑,分组讨论; (2)完成每阶段的课程设计任务,填写过程记录; (3)承担并按时完成小组内所承担的课设任务。 |
1.按期完成课程设计任务书规定任务,综合运用所学知识,独立分析问题和解决问题能力强。 2.报告结构严谨,文理通顺,概念清楚,计算正确,书写工整,编号齐全。符合规范化要求。 3.设计图纸符合国家标准,图面整洁,布局合理,尺寸标准正确,符合技术用语要求。 4.答辩时能简明、准确地表达论文主要内容,熟练、正确回答问题。 |
1.按期完成设计任务书规定的任务,综合运用所学知识,独立分 析和解决问题能力较强。 2.报告文理通顺,概念清楚,计算正确。符合规范化要求。 3.设计图纸符合国家标准,图面整洁,布局合理,书写工整。 4.答辩时可以简明、准确地表达论文主要内容,正确回答问题。 |
1.按期完成设计任务书所规定的任务,综合运用所学知识,具有 基本分析问题和解决问题的能力。 2. 报告设计内容比较合理,论述清楚,计算基本正确,文字表达较清楚。 3.设计图纸符合国家标准,图面较整洁,布局较合理,书写一般。 4.答辩时尚能正确介绍方案,表达设计内容,主要问题回答基本正确。 |
1.有一定独立工作能力,基本上能完成设计任务书所规定任务。 2. 报告设计内容基本正确,论述基本清楚,计算基本正确,文字表达无原则性错误。 3.论文图纸基本符合国家标准,图面质量尚可,书写较工整。 4.答辩时能基本正确回答大部分问题。 |
1.未按期完成课程设计任务,设计未达到最低要求。 2.态度不认真,纪律松懈,独立工作能力差。 3.设计内容有原则性错误,缺乏基本理论和专业知识。 4.图面质量差,文字表达差,文理不通,答辩时有原则性错误, 经启发后仍不能正确回答问题。 |
2 |
设计说明书 35% |
数据准确性 10% |
(1)工艺选用合理,计算公式和参数正确; (2)计算结果正确可靠。 |
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设计完整性 15% |
(1)工艺和设备的选用依据、合理性分析及实例; (2)工艺/设备设计内容过程系统完整,辅助设备及仪表有选型依据; |
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书写质量10% |
(1)报告文理通顺,技术用语正确,内容和格式符合规范化要求的要求; (2)报告书书写工整,编号齐全,清晰可辨。 |
|||||||
3 |
绘制图纸25% |
手绘图15% |
(1)图面符合制图标准,图面整洁,线条整齐,布局合理,尺寸标注完整正确,符合技术用语要求; (2)手绘图幅面清晰,书写工整。 |
|||||
机绘图10% |
||||||||
4 |
软件使用10% |
三维造型10% |
(1)三维造型完整、配合度高、动画效果良好; (2)C语言程序可读,计算结果正确。 |
|||||
C语言编程10% |
||||||||
5 |
答辩 15% |
ppt制作5% |
(1)结构合理、逻辑顺畅,文字清晰,幻灯片之间具有层次性和连续性,整体风格统一流畅、协调; (2)使用文本、图表、图片、动画等表现的工具。 |
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答辩及提问10% |
(1)报告时表达准确、有吸引力,准确地表达课程设计的主要结果;严格控制在规定时间之内; (2)能简明、正确回答问题。 |
课程设计评分标准与指标点的对应:
|
1.4(权重0.2)能够运用数学、自然科学、工程基础和专业知识解决复杂环境工程问题。 |
2.3 (权重0.2)能够通过文献分析,对复杂环境工程问题进行研究,获得有效结论。 |
3.3 (权重0.2) 在设计过程中体现创新能力,综合考虑社会、法律、文化和环境等因素。 |
9.3 (权重0.2)能够针对环境工程项目,组建团队,能够综合团队成员的意见,并进行合理决策,带领团队完成相关任务。 |
11.1 (权重0.3)掌握技术方案的经济分析与决策方法、环境保护的经济评价方法和技术创新理论和方法等相关知识。 |
合计 |
|
平时 |
- |
5 |
- |
5 |
5 |
15 |
|
设计说明书 |
数据准确 |
10 |
- |
- |
- |
- |
10 |
设计完整 |
- |
5 |
- |
- |
10 |
15 |
|
书写质量 |
- |
- |
5 |
- |
5 |
10 |
|
绘图 |
手绘 |
5 |
- |
10 |
- |
- |
15 |
机绘 |
5 |
- |
5 |
- |
- |
10 |
|
三维造型/C语言编程 |
- |
- |
5 |
5 |
- |
10 |
|
课程答辩 |
- |
5 |
- |
10 |
- |
15 |
|
合计 |
20 |
15 |
25 |
20 |
20 |
100 |
八、毕业要求达成度评价依据与方法
指标点 |
评价依据 |
评价方法 |
1.4 (0.2) |
设计说明书成绩、绘制图纸成绩 |
设计说明书占35%,绘制图纸占25%,总分60分
|
2.3 (0.2) |
平时成绩、设计说明书成绩、课程答辩成绩 |
平时成绩占15%,设计说明书占35%,答辩占15%,总分65分
|
3.3 (0.2) |
设计说明书成绩、绘制图纸成绩、软件使用成绩 |
设计说明书占总35%,绘制图纸占25%,软件使用占10%,总分70分
|
9.3 (0.2) |
平时成绩、软件使用成绩、课程答辩成绩 |
平时成绩占15%,软件占10%,课程答辩15%,总分40分
|
11.1 (0.3) |
平时成绩、设计说明书成绩 |
平时成绩占15%,设计说明书占总35%,总分50分
|