Педагогіка./ 2.Проблеми підготовки фахівців.

І.М. Главатських

Українська інженерно-педагогічна академія

МАТЕМАТИЧНА ОСВІТА І СПЕЦІАЛЬНІ КУРСИ ПРИ ПІДГОТОВЦІ ІНЖЕНЕРІВ - МЕХАНІКІВ ХІМІЧНИХ ВИРОБНИЦТВ

Оскільки, працюючи в інженерно-педагогічній академії, ми маємо справу з людьми, які зробили свій вибір на користь технічного напряму своєї майбутньої діяльності, то на мій погляд, виникає необхідність всі предмети, передбачені навчальним планом, спроектувати на спеціальність, яку вони бажають отримати.

Серед напрямів, які можуть поліпшити рівень і якість вузівської математичної освіти, є саме підсилення її практичного, прикладного та політехнічного спрямування.

Практичне спрямування передбачає вироблення у студентів умінь використовувати здобуті знаня під час вивчення як самої вищої математики, так і інших навчальних предметів, застосовувати раціональні обчислювальні прийоми, розв’язувати системи, диференційні рівняння, користуватися обчислювальною технікою, тощо.

Прикладне спрямування включає уміння математично досліджувати реальні явища, складати математичні моделі задач, розв’язувати їх та зіставляти результати з реальними.

Політехнічне спрямування передбачає використання математичних знань та вмінь для пояснення виробничих циклів, процесів обслуговування та керування, полегшення інших вивчення предметів, особливо – спеціальних.

Загальнотеоретичні положення - методи побудови математичних моделей механізмів, машин і їх елементів, аналіз їх роботи - тісно пов’язані з конкретними інженерними розрахунками, які узагальнюють результати теоретичного аналізу і практичного досвіду машинобудування.

На останньому єтапі підготовки інженерів - механіків хімічних

виробництв виникає необхідність існування спеціального курсу з розрахунку і

конструювання хімічного обладнання, який базується на положеннях вищої математики, а також фізики, теоретичної механіки, опору матеріалів, деталей машин, теорії машин і механізмів, технології конструкційних матеріалів та інших предметів.

Так, зокрема, у техніці часто зустрічаються судини, стінки яких сприймають тиск рідин, газів і сипучих тіл (резервуари, силоси, цистерни, парові казани, робочі камери двигунів, тощо).

При розрахунках навантажень оболонок (тонкостінних, циліндричних, сферичних, складених) застосовуються гіпотези Кірхгофа, рівняння Лапласа, поняття геометричного місця точок, рівновіддалених від внутрішньої і зовнішньої поверхонь, похибки при наближенні, поверхні обертання, радіус кривизни серединної поверхні, дії над векторами, симетрія, проекція, системи, похідні, інтеграли, екстремуми, диференційні рівняння, тощо.

Під впливом зовнішнього навантаження у стінці виникають реакції (сили) – окружні, меридіональні, осьові, які викликають відповідні напруги. Розглядаючи рівновагу елементу оболонки, вирізаного із судини, треба ураховувати погонні зусилля і моменти: нормальні сили, поперечні, дотичні, згинальні моменти, моменти, що крутять.

Вихідні диференційні рівняння для розрахунку оболонок, отримані з урахуванням усіх цих сил і моментів, виявляються складними. Інтегрування їх, як правило, потребує значних зусиль. Але в багатьох випадках ці рівняння можуть бути спрощені...

Крім того має значення і умови виготовлення судини, і те, яким тиском навантажена оболонка (зовнішнім або внутрішнім тиском). Дуже важливий розрахунок на стійкість оболонки, тобто на умови міцності. І тут не обійтись без екстремумів, тобто критичних значень. Ще більших досліджень потребують складені оболонки...

Кожна наукова область відрізняється специфічною спрямованістю, яка

зумовлює об’єкти її вивчення. Для забезпечення взаєморозуміння спеціалістів

необхідно знати прийняті визначення об’єктів і прийняту термінологію.

Найчастіше в хімічній промисловості застосовують апарати з корпусами

циліндричними, причому, перевага надається вертикальним циліндричним апаратам, оскільки в їх корпусах не виникає додаткових напруг вигину, викликаних дією сил ваги апарата і середовища, що знаходиться в ньому.

Для судин застосовуються сферичні, еліптичні, конічні і плоскі днища,

які потребують застосування різних підходів, а тому і різних математичних

розрахунків.

Прикладна механіка машин – частина машинознавства, яка включає крім механіки, теорію проектування і технології виготовлення машин.

Машинобудування - домінуюча галузь господарства, яка забезпечує розвиток інших його галузей, в тому числі і хімічної промисловості.

В техніці широко використовують змінні чи рухомі механічні системи (машини, машинні агрегати, механізми, механічні пристосування, прилади).

В інженерній практиці потрібно розв’язання аналітичними методами двох основних задач – аналізу та синтезу (єдність протилежностей). Вони протилежні, оскільки взаємообратні. Єдність цих задач з математичної точки зору полягає в тому, що розв’язують їх, як правило, за допомогою одних і тих же математичних моделей чи рівнянь.

Перелік посилань:

1. Смоляков С.Л., Посторонко А.І., Главатських І.М. Основи розрахунку і конструювання хімічного обладнання. Навчальний посібник. – Харків, УІПА, 2005. – 126 с.

2. Лащинский А.Г., Толчинский А.В. Основы конструирования и расчёта химической аппаратуры. Справочник.-Л. Машиностроение,1990 г.- 752 с.

3. Канторович Э.Б. Основы расчёта химических машин. М., Машгиз, 1980. – 744 с.

4. Выпарные вертикальные трубчатые аппараты общего назначения. Каталог Цинтихимнефтемаша, М., 1989.

5. Колонные аппараты. Каталог Цинтихимнефтемаша, М., 1988.