Интерактивный электронный учебник - машины и аппараты химических производств и нефтегазопереработки Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

УДК 044.457:62-1/-9

А. А. Хоменко, И. И. Поникаров

ИНТЕРАКТИВНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК - МАШИНЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ И НЕФТЕГАЗОПЕРЕРАБОТКИ

Ключевые слова: электронный учебник, сборка, разборка аппаратов.

Создан электронный учебник по дисциплине машины и аппараты химических производств и нефтегазоперера-ботки. Представлена структура созданного учебника. Описан разработанный модуль, позволяющий подробно изучать конструкцию аппарата, производить его сборку, разборку, а также контролировать правильность действий студентов и оценивать полученные ими знания.

Keywords: electronic textbook, assembling, disassembling devices.

An electronic textbook on discipline machinery and equipment of chemical plants and refined The structure of the textbook. The developed module that allows to study in detail the design of the machine to produce its assembly, disassembly, and control the correct actions of students and assess what they have learned.

В сентябре 2014 года на кафедре МАХП КНИ-ТУ вышел электронный учебник по дисциплине машины и аппараты химических производств и неф-тегазопереработки, соответствующий рекомендациям по разработке электронных учебников [1]. Кафедра МАХП имеет многолетний опыт создания виртуальных лабораторных установок и электронных учебников [2,3,4].

Данный электронный учебник является 3-им изданием, два предыдущих изданы типографским способом с одноименным названием "Машины и аппараты химических производств и нефтегазопере-работки". Все издания выполнены коллективом кафедры "Машины и аппараты химических производств" Казанского национального исследовательского технологического университета под руководством профессора И.И.Поникарова.

В данном электронном варианте авторы сочли разумным совместить и текстовую часть материала и демонстрационную в одном учебнике.

Основная задача, которая ставилась при разработке данного учебника, состояла в том, чтобы используя современные возможности средств визуализации, которыми обладает электронная форма представления материала в отличие от обычной типографской формы, максимально возможно проиллюстрировать варианты различных конструктивных элементов оборудования и принципы его работы (видеоролики, анимация, пространственное изображение, фотографии). Тем более что при изучении студентами технических дисциплин, не всегда имеется возможность наглядно продемонстрировать тот или иной объект в силу его уникальности, громоздкости и т.п. Особенно это относится к внутреннему устройству технологического аппарата или машины. Даже будучи на действующем производстве (в период прохождения производственной практики) студент в редких случаях имеет возможность осуществить это.

Данный учебник сориентирован на рабочую программу для бакалавров учебного курса "Машины и аппараты химических производств и нефтегазопе-реработки" Казанского национального исследовательского технологического университета. Поэтому,

по сравнению с предыдущим изданием, не рассматриваются некоторые главы.

Однако расширены главы:

- теплообменные аппараты;

- массообменные аппараты;

- машины и аппараты для разделения неодно -родных систем;

- реакционные аппараты.

Так, например, включены дополнительно:

- смесительные теплообменники - градирни, аппараты теплообменные с вращающимися барабанами, деаэраторы;

- аппараты воздушного охлаждения (АВО) -технические характеристики и области применения АВО; конструкции, устройство, принцип работы; тепловой и аэродинамический расчет; расчет на прочность элементов конструкции трубной секции;

- рассмотрены гравитационные отстойники и электродегидраторы.

Подробно рассмотрены типовые и перспективные конструкции уплотнений валов реакторов с перемешивающими устройствами.

Рассмотрены основные конструкции трубчатых печей, используемых в процессах нефтегазоперера-ботки.

Рассмотрены реакторы процессов: каталитический риформинг, каталитическая изомеризация, гидроочистка дистиллятов, каталитический крекинг, гидрокрекинг, коксование.

Используя возможность компьютерной техники, в данном издании, дополнительно к плоскому изображению аппаратов, представлены их трехмерные изображения. Приводится анимация движения технологических потоков и процесса сборки тепло-обменных аппаратов.

Помимо этого, представлена работа: башенной градирни, ректификационной колонны с различными контактными устройствами, центробежного экстрактора, автоматического рамного фильтр-пресса, барабанного вакуум-фильтра, дискового фильтра, карусельного вакуум-фильтра, ленточного фильтр-пресса, реакторно-регенераторного блока установки каткрекинга. Демонстрируется принцип работы центрифуг и сепараторов различных типов.

При разработке данного учебника помимо собственного авторского материала, как текстового, так и иллюстративного, были использованы материалы из интернета, находящиеся в свободном доступе. Это касается фотографий, схем, таблиц, электронных информационных сайтов, на которые приведены ссылки, и т. д.

Учебник включает в себя текстовую информацию с иллюстрациями, сопровождаемые голосовыми комментариями, видео роликами, раскрывающие суть излагаемых явлений, интерактивные (управляемые) модели аппаратов, демонстрацию сборки и разборки аппаратов.

В раках данного учебника на кафедре МАХП разработан модуль для самоконтроля полученных знаний по сборке и разборке оборудования [5],

Модуль самоконтроля работает в трех режимах:

1) Обучение последовательности сборки аппарата с текстовыми комментариями.

2) Самостоятельное выполнения последовательности сборки аппарата с подсказками при неправильных действиях.

3) Тестирование без подсказок, с проставлением конечной оценки.

Содержание учебника соответствует рабочим программам дисциплин: Машины и аппараты химических производств, Машины и аппараты нефтега-зопереработки.

Для студентов вузов, обучающихся по направлениям бакалавриата: "Технологические машины и оборудование" (профили: "Технологическое

оборудование химических и нефтехимических производств", "Оборудование нефтегазопереработки") и "Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии" (профиль "Машины и аппараты химических производств"), а также магистратуры по направлениям "Технологические машины и оборудование" и "Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии".

Представляет интерес для студентов вузов, обучающихся по направлению бакалавриата и магистратуры "Химическая технология и биотехнология".

Рекомендовано Редакционно-издательским советом Федераёльного бюджетного государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет в качестве электронного учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по спе-

циальностям 240801.65 "Машины и аппараты химических производств" и 130603.65 "Оборудование нефтегазопереработки", по направлению подготовки бакалавров 151000.62 "Технологические машины и оборудование" (профили: "Технологическое

оборудование химических и нефтехимических производств", "Оборудование нефтегазопереработки") и 241000.62 "Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии" (профиль "Машины и аппараты химических производств"), а также магистратуры по направлениям 151000.68 "Технологические машины и оборудование" и 241000.68 "Энерго - и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии".

Заключение

Таким образом, созданный электронный учебник призван объединить все возможности информационных технологий для повышения эффективности учебного процесса и снижения времени обучения.

Планируется обновить электронный учебник «Машины и аппараты химических производств» через 5 лет.

Литература

1. Электронные учебники: рекомендации по разработке, внедрению и использованию интерактивных мультимедийных электронных учебников нового поколения для общего образования на базе современных мобильных электронных устройств. - М.: Федеральный институт развития образования, 2012. - 84 с.

2. Гайнуллин М. Г., Компьютерное и физическое моделирование процесса монтажа колонных аппаратов. - В сб. "Правовые и инженерные вопросы промышленной безопасности, охраны труда и экологии". Казань: Издат-во Каз. гос. тех. ун-т, 2004.

3. Поникаров И.И., Хоменко А.А. Концепция электронных учебников для технических дисциплин Актуальные проблемы профессионального образования. Материалы отчетной научно-методической конф. КГТУ, 22-24.11. 2008г. Казань: Издат. КГТУ, 2008. 896с.

4. Поникаров И.И. Конструирование и расчет элементов химического оборудования / Поникаров С.И., Хоменко А.А. // учебник. Издание 2-е в электронном варианте. № фед. свид. 24728, № гос. рег. 0321103656. // КНИТУ 2011г.

5. Хоменко А. А. Изучение конструкции аппаратов с применением современных средств 3D моделирования / Поникаров И.И., Калинкин В.В. // Вестн. Казан. техн. ун-та. - 2012. - № 9. - С. 191-193.

© А. А. Хоменко - к.т.н., доцент каф. «Машины и аппараты химических производств» КНИТУ, xomenko-aa@mail.ru; И. И. Поникаров - д.т.н., профессор той же кафедры.

© A. A. Khomenko - Ph.D., Associate Professor, Faculty of Mechanical Engineering Dept.. "Machinery and equipment of chemical plants" KNRTU, xomenko-aa@mail.ru; I. I. Ponikarov - Professor in the same department.