основы теплотехники программа обучения

Рабочая программа учебной дисциплины «Теплотехника»

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

«Верхнесалдинский авиаметаллургический техникум»

Рассмотрена на заседании МЦК

Протокол №__от «__»_____20__г.

Рекомендована Методическим советом

ГАПОУ СО «Верхнесалдинский авиаметаллургический техникум»

Протокол №__ от «__ »_______ 20__г.

заместитель директора по

рабочая ПРОГРАММа УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

22.02.05 «ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ»

Рабочая программа учебной дисциплины «Теплотехника» разработана на основе Федерального Государственного образовательного стандарта (ФГОС) по специальности 22.02.05 «Обработка металлов давлением» от 21.04.14 №359 зарегистрирован в Минюсте 26.07.14 №32858 и является частью основной образовательной программы по специальности СПО:

22.02.05 «Обработка металлов давлением»

Организация-разработчик: «Верхнесалдинский авиаметаллургический техникум»

Разработчики: Белькова Н.Н.- Почётный работник среднего профессионального образования, преподаватель спец. дисциплин ГАПОУ СО «ВСАМТ» высшей категории;

Кожемякина Л.П. –преподаватель спец. дисциплин ГАПОУ СО «ВСАМТ» первой категории;

Ищик Е.А.- преподаватель спец. дисциплин ГАПОУ СО «ВСАМТ» первой категории

ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 5

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 6

УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 11

КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ

Рабочая программа дисциплины ОП. 06 « Теплотехника » предназначена для реализации ФГОС СПО по специальности 22.02.05 Обработка металлов давлением.

Дисциплина “Теплотехника ” изучает тепловые процессы в механических системах, дает знание методов и закономерностей получения, преобразования, передачи и использование теплоты и работы в машинах при взаимопевращениях тепловой энергии и механической работы при переносе тепла от одних тел к другим. Методы учета и контроля расхода тепловой энергии.

Все процессы имеют энергетическую сущность, т.е. связаны с поглощением или выделением энергии. С развитием науки и техники уровень энерговооруженности механических систем и эффективность использования энергии в них непрерывно повышается. Тепло и механическая энергия наиболее часто используются в качестве рабочего вида энергии. При этом тепло играет исключительную роль, так как все основные виды естественной энергии поступают в распоряжение производства путем первоначального превращения в тепло.

Тепловые процессы широко используются для получения максимально возможного к.п.д. технологического оборудования. Поэтому целью изучения дисциплины “Теплотехника” является знание методов и закономерностей получения преобразования, передачи и использование теплоты в металлургических печах и технологическом оборудовании, предприятий отрасли.

Знание закономерностей тепловых процессов и явлений позволяет обучающимся используя техническую литературу решать типовые инженерные задачи.

Изучаемая дисциплина базируется на курсах “Физика”, “Математика”, “Химия”, “Техническая механика”.

Данная дисциплина изучается на II и III курсе в течение 4, 5 и 6 семестров. В конце программы дан перечень рекомендованной литературы.

Методика изучения дисциплины строится на основе сочетания теоретического и практического обучения. Для успешного освоения курса применяются разнообразные методы обучения: лекционные занятия сопровождаются практическими занятиями, для закрепления лекционного теоретического материала на практических занятиях решаются задачи, пройденный материал закрепляется за счет написания контрольной работы, которая является формой текущего контроля знаний. Для проведения занятий используются лекционные, семинарские и практические занятия.

Наряду с теоретическими занятиями, программой предусмотрены практические занятия – 34 часа, цель которых состоит в том, чтобы научить обучающихся рассчитывать основные показатели, применять полученные знания на практике. Рабочая программа дисциплины позволяет сформировать у обучающихся базовые знания и умения, необходимые для успешного выполнения курсовых и дипломных проектов.

Форма итоговой аттестации – дифференцированный зачет.

Источник

Рабочая программа по «Теплотехнике»

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Кулебакский металлургический колледж»

рабочая ПРОГРАММа ДИСЦИПЛИНЫ

Рабочая программа дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальностям среднего профессионального образования (далее СПО)

__1 50401 __ Металлургия черных металлов

код наименование специальности (профессии)

Организация-разработчик: _ Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования «Кулебакский металлургический колледж»_

Разработчик: __Шилова М.В. – преподаватель ГБОУ СПО «КМК»____

СОДЕРЖАНИЕ

ПАСПОРТ рабочей ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

СТРУКТУРА и содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

условия реализации рабочей программы учебной дисциплины

Тематический план рабочей программы профессионального модуля

Контроль и оценка результатов Освоения 13

дисциплины

1.1. Область применения программы

Рабочая программа учебной дисциплины является частью примерной основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности (специальностям) СПО

150401 Металлургия черных металлов

Рабочая программа учебной дисциплины может быть использована в профессиональной подготовке по специальности «Металлургия черных металлов».

Рабочая программа может быть использована в дополнительном профессиональном образовании и профессиональной подготовке работников в металлургической области при наличии среднего (полного) общего образования.

1.2. Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы:

______Дисциплина относится к общепрофессиональным дисциплинам_________________

1.3. Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:

В результате изучения обязательной части цикла обучающийся по общепрофессиональным дисциплинам должен:

выполнять теплотехнические расчеты;

выбирать огнеупорные материалы по их назначению и условиям эксплуатации;

работать с нормативными и справочными документами при выполнении

практических заданий и курсового проекта;

характеристику топлива, основы теории горения, конструкции устройств

для сжигания топлива;

основы механики печных газов;

общие сведения о нагреве металла;

огнеупорные материалы и строительные элементы печей;

устройства и принципы действия металлургических печей, тепло- и массообмен в них;

1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение программы дисциплины:

максимальной учебной нагрузки обучающегося 210 часа, в том числе:

2. Структура и содержание учебной дисциплины.

2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы

Максимальная учебная нагрузка (всего)

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

Самостоятельная работа обучающегося (всего)

Самостоятельная работа над курсовым проектом 30

Итоговая аттестация в форме – 1 семестр- зачет, 2 семестр- экзамен

3. условия реализации программы

3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению

Реализация программы дисциплины требует наличия учебного кабинета «Теплотехника».

3.2. Информационное обеспечение обучения

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

1. КривандинВ.И. Теория, конструкция и расчеты металлургических печей. – М.:Металлургия, 1986г.т.1

2. Мастрюков Б.С. Теория, конструкция и расчеты металлургических печей. – М.:Металлургия, 1986г.т.2

3. Глинков М.А. Оющая теория тепловой работы печей – М.: Металлургия, 1990г.

4.Казанцев Е.И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. – М.: Металлургия, 1978г.

5. Кацевич Л.С. Теория теплопередачи и тепловые расчеты электрических печей. – М.: Энергия, 1977г.

6. Лебедев Н.С.,Телегин А.С. Конструкции и расчет нагревательных устройств. – М.: Машиностроение, 1975.

7.Луканин В.Н. Теплотехника.- М.: Высшая школа, 1999 г.

9. Франценюк И.В., Франценюк Л.И. Современное металлургическое производство. М.: Металлургия, 1999 г.

7. Электронные учебники по теплотехнике.

Тематический план рабочей программы Теплотехника

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работа (проект)

Раздел 1 Топливо и расчеты горения топлива

Введение в теплотехнику.

Тема 1.1 Общая характеристика топлива

Содержание учебного материала.

Определение понятия топлива. Характеристика топлива (классификация, химический состав, теплота сгорания), понятие об условном топливе. Виды топлива (твердое, жидкое, газообразное).Принципы топливной политики.

Самостоятельная работа обучающегося:

— Характеристика генераторного газа.

Основы теории горения

Содержание учебного материала.

Общая характеристика процессов горения. Горение газообразного, жидкого и твердого топлива.

Самостоятельная работа обучающегося:

-Калориметрическая температура горения.

Тема 1.3 Расчеты горения топлива.

Содержание учебного материала.

Горение полное и неполное. Определение теоретического и действительного расхода воздуха и дутья, обогащенного кислородом, на горение топлива. Обоснование выбора коэффициента избытка воздуха в зависимости от вида сжигаемого топлива. Определение состава и количества продуктов сгорания. Определение теплоты сгорания топлива. Составление материального баланса процесса горения топлива. Температура горения топлива (теоретическая, калориметрическая, действительная) и ее определение.

Расчет теплоты сгорания различных видов топлив. Полный расчет горения жидкого или газообразного топлива.

Тема 1.4 Устройства для сжигания топлива

Содержание учебного материала.

Общие принципы выбора рациональных методов сжигания топлива в печах. Устройства для сжигания газа: горелки с предварительным и внешним смешением, турбулентные, с регулируемой длиной факела, плоскопламенные. Конструкции горелок, область их применения.

Устройства для сжигания жидкого топлива (форсунки низкого и высокого давления). Требования к форсункам, их конструкции и область применения.

Самостоятельная работа обучающегося:

Устройства для сжигания твердого пылеобразного топлива.

Раздел 2 Основы механики печных газов

Тема 2.1 Статика газов

Содержание учебного материала.

Общие сведения о газах. Газы идеальные и реальные. Зависимость объема, плотности и вязкости газов от температуры. Основное уравнение статики жидкостей и газов. Распределение давления по высоте печи.

Самостоятельная работа обучающегося:

Статический и геометрический напоры, методы их измерения, векторы.

Тема 2.2 Динамика газов

Содержание учебного материала.

Особенности и режимы движения газов в печах. Уравнение Бернулли. Потерянный напор и его составные части. Динамический напор.

Дозвуковое и сверхзвуковое движение газов. Простое сопло и сопло Лаваля.

Струйное течение. Свободные и ограниченные струи, струйные аппараты, вентиляторы и дымососы.

Самостоятельная работа обучающегося:

Движение газов и рациональный режим давления в печи.

Расчет сопротивления дымового тракта печи.

Расчет высоты дымовой трубы.

Расчет эжектора или подбор вентилятора и дымососа.

Раздел 3 Основы теплопередачи

Тема 3.1 Общая характеристика теплообменов

Содержание учебного материала.

Основные понятия теории теплообмена: температурное поле, градиент температуры, изотермические поверхности, тепловой поток, плотность теплового потока. Способы переноса тепла.

Самостоятельная работа обучающегося:

Процессы, протекающие при нагреве металла.

Тема 3.2 Теплопроводность

Содержание учебного материала.

Теплопроводность при стационарном состоянии. Передача тепла через одно-многослойную плоскую стенку. Передача тепла через цилиндрическую стенку. Коэффициент теплопроводности, понятие о тепловом сопротивлении.

Самостоятельная работа обучающегося:

Физический смысл коэффициента температуропроводности.

Тема 3.3 Конвективный теплообмен

Содержание учебного материала.

Физические основы теплообмена конвекцией. Коэффициент теплоотдачи. Конвекция свободная и вынужденная.

— Расчет передачи тепла конвекцией

Самостоятельная работа обучающегося:

Применение теории подобия к изучению конвективного теплообмена.

Тема 3.4 Теплообмен излучением

Содержание учебного материала.

Основные понятия и законы теплового излучения абсолютно черных и серых тел.

Теплообмен излучением между поверхностями, разделенных ослабляющей средой. Излучение светящегося пламени.

Сложный теплообмен излучением и конвекцией в рабочем пространстве печи. Суммарный коэффициент теплоотдачи. Коэффициент теплопередачи.

Определение приведенного коэффициента излучения в системе «газ-кладка-металл»

Определение коэффициентов теплоотдачи конвекцией, излучением и суммарного коэффициента теплоотдачи.

Самостоятельная работа обучающегося:

Подготовка к практической работе

Раздел 4 Нагрев металла

Тема 4.1 Окисление и обезуглероживание металла

Содержание учебного материала обучающегося.

Окисление и обезуглероживание поверхности металла при нагреве в печах. Причины, вызывающие окисление и обезуглероживание металла. Факторы, влияющие на степень окисления и обезуглероживания.

Самостоятельная работа обучающегося:

Методы борьбы с окислением и обезуглероживанием металла.

Тема 4.2 Основы рациональной технологии нагрева металла

Содержание учебного материала.

Температура и продолжительность нагрева металла. Равномерность нагрева металла. Перегрев и пережог металла. Термические напряжения. Режимы нагрева металла.

Самостоятельная работа обучающегося:

-. Факторы, обеспечивающие рациональную технологию нагрева металла.

Тема 4.3 Расчет нагрева металла

Содержание учебного материала.

Общая характеристика методов расчета нагрева металла. Термически тонкие и термически массивные тела. Режимы нагрева тонких и массивных тел. Экономическая оценка режимов нагрева. Расчет продолжительности нагрева тонких и массивных тел.

Самостоятельная работа обучающегося:

Принципы скоростного нагрева металла.

Расчет продолжительности нагрева тонкого и массивного тел при постоянной температуре печи.

Раздел 5 Огнеупорные материалы и строительные элементы печей

Тема 5.1 Огнеупорные, теплоизоляционные, другие строительные материалы и металлы, применяемые при сооружении печей

Содержание учебного материала.

Требования, предъявляемые к огнеупорным материалам. Классификация и свойства огнеупорных изделий.

Кремнеземные огнеупорные материалы. Динасовые огнеупоры. Динасохромит, безобжиговый динас. Сырье и основы технологии производства динаса. Основные свойства динасовых изделий. Область применения кремнеземистых огнеупоров.

Алюмосиликатные огнеупорные материалы: полукислые, шамотные и высокоглиноземистые. Сырье и основы технологии их производства. Свойства алюмосиликатных огнеупоров и область их применения.

Магнийсодержащие огнеупорные материалы:периклазовые (магнезитовые), форстеритовые, шпинелидные (периклазохромитовые, хромопериклазовые), доломитовые, смолодоломитопериклазовые. Сырье и основы технологии их производства. Основные свойства и область применения магнийсодержащих огнеупорных изделий.

Углеродсодержащие огнеупорные материалы: углеродистые( угольные, коксовые, графитовые) карборундовые (карбидокремниевые). Сырье и основы технологии их производства. Основные свойства и область применения огнеупоров.

Цирконийсодержащие (циркониевые и цирконовые) огнеупорные материалы. Сырье и основы технологии их производства. Основные свойства и область применения огнеупоров.

Теплоизоляционные материалы. Требования, предъявляемые к ним. Способы получения теплоизоляционных материалов. Естественные теплоизоляционные материалы (легковесные, пенокерамические, волокнистые). Способы их изготовления и эффективность применения.

Огнеупорные растворы, набивочные массы, обмазки, бетоны: их состав, свойства, область применения.

Строительные материалы: красный кирпич, бутовый камень, бетон, гидроизоляционные материалы; их свойства и область применения.

Самостоятельная работа обучающегося:

Рядовые, жаростойкие и жаропрочные стали и чугуны, применяемые при сооружении металлургических печей, их характеристика.

Тема 5.2 Кладка и строительные элементы печей

Содержание учебного материала.

Самостоятельная работа обучающегося:

Кладка сводов, стен, пода, дымовых труб, дымовых боровов.

Раздел 6. Утилизация тепла в металлургических печах

Тема 6.1 Теплотехнические основы утилизации тепла отходящих дымовых газов

Содержание учебного материала.

Общая характеристика методов утилизации тепла отходящих дымовых газов. Сравнительная характеристика различных методов утилизации тепла дымовых газов.

Самостоятельная работа обучающегося:

Значение утилизации для повышения эффективности работы печей.

Тема 6.2 Рекуперативные, регенеративные теплообменники и котлы-утилизаторы

Содержание учебного материала.

Общая характеристика теплообмена в рекуператорах. Конструкция рекуператоров. Экономическая эффективность их работы

Самостоятельная работа обучающегося:

Общая характеристика и схема работы котлов-утилизаторов. Место установки, экономическая эффективность их применения.

Тема 6.3 Охлаждение печей и очистка дымовых газов

Содержание учебного материала.

Назначение процесса охлаждения металлургических печей. Водяное охлаждение элементов конструкции печей, его особенности. Испарительное охлаждение. Преимущества испарительного охлаждения печей перед водяным.

Вредные выбросы металлургических печей. Способы очистки газов. Классификация и конструкция очистных установок, эффективность работы.

Самостоятельная работа обучающегося:

Утилизация улавливаемых выбросов металлургических печей.

Раздел 7. Металлургические печи и конвертеры

Тема 7.1 Классификация и общая характеристика тепловой работы печей.

Содержание учебного материала.

Классификация печей по технологическим и конструктивным признакам, принципу тепловыделения. Режимы работы печей: радиационный, конвективный и слоевой.

Самостоятельная работа обучающегося:

Коэффициент полезного теплоиспользования

Расчет статей приходной и расходной частей теплового баланса печи или ее элемента. Определение расхода топлива с использованием теплового баланса.

Тема 7.2 Топливные печи, конвертеры и электрические печи

Содержание учебного материала.

Доменные печи, их устройство. Анализ тепловой работы доменной печи (использование физического и химического тепла газов, подогрева дутья, комбинированного дутья). Служба огнеупоров в производстве чугуна. Технико-экономические показатели работы доменных печей, пути их повышения.

Вагранки, их устройство. Анализ тепловой работы вагранки ( подогрев дутья, температурные зоны). Футеровка: требования, предъявляемые к ней; технико-экономические показатели работы и пути совершенствования футеровок.

Мартеновские печи, их устройство. Анализ тепловой работы печей (использование различных методов сжигания топлива; роль факела; использование дутья, обогащенного кислородом). Служба огнеупоров в мартеновском производстве. Технико-экономические показатели работы мартеновских печей, пути их повышения.

Двухванные печи, их устройство.

Обжиговые печи пересыпные и с выносными топками, их устройство, футеровка и особенности тепловой работы. Технико-экономические показатели и перспективы развития обжиговых печей

Источник

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОП. 06. Теоретические основы теплотехники и гидравлики

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Министерство образования Красноярского края

краевое государственное бюджетное профессиональное

«Минусинский сельскохозяйственный колледж»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММа УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ОП. 06. Теоретические основы теплотехники и гидравлики

Одобрена цикловой комиссией

Протокол № __________

«_____» ____________ 20__ г.

Составлена в соответствии с федеральными государственными требованиями к результатам освоения основной профессиональной образовательной программы по специальности 13.02.02. Теплоснабжение и теплотехническое оборудование, от 2014г.

Зам. директора по учебной работе

Работодатель _____________ ____________________

Подпись И.О. Фамилия

Место работы _____________________________________________

Занимаемая должность _______________________________________

Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) по специальности среднего профессионального образования (далее СПО) 13.02.02. Теплоснабжение и теплотехническое оборудование, входящей в укрупненную группу 13.00.00. Электро- и теплоэнергетика.

Организация-разработчик: краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Минусинский сельскохозяйственный колледж».

Дивина Евгения Валерьевна, преподаватель

Рекомендована методическим советом Минусинского сельскохозяйственного колледжа

Заключение методического совета №_______ от «____»_________20__ г.

СОДЕРЖАНИЕ

ПАСПОРТ рабочей ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

СТРУКТУРА и содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

условия реализации рабочей программы учебной дисциплины

Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины

ОП.06. Теоретические основы теплотехники и гидравлики

1.1. Область применения программы

Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) по специальности СПО 13.02.02. Теплоснабжение и теплотехническое оборудование, входящей в укрупненную группу 13.00.00. Электро- и теплоэнергетика.

Рабочая программа учебной дисциплины может быть использована в дополнительном профессиональном образовании (в программах повышения квалификации и переподготовки) и профессиональной подготовке по специальностям, входящим в состав укрупненной группы специальностей 13.00.00. Электро- и теплоэнергетика.

1.2. Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: дисциплина входит в профессиональный цикл общепрофессиональных дисциплин.

1.3. Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины

Обучающийся должен обладать общими компетенциями, к освоению которых готовит содержание дисциплины, включающими в себя способность:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

Обучающийся должен обладать профессиональными компетенциями, к освоению которых готовит содержание дисциплины, соответствующими основным видам профессиональной деятельности:

ПК 1.1. Осуществлять пуск и останов теплотехнического оборудования и систем тепло- и топливоснабжения ( выполнять теплотехнические расчеты: термодинамических циклов тепловых двигателей и теплосиловых установок; расходов топлива, теплоты и пара на выработку энергии; коэффициентов полезного действия термодинамических циклов тепловых двигателей и теплосиловых установок; потерь теплоты через ограждающие конструкции зданий, изоляцию трубопроводов и теплотехнического оборудования; тепловых и материальных балансов, площади поверхности нагрева теплообменных аппаратов ).

ПК 1.2. Управлять режимами работы теплотехнического оборудования и систем тепло- и топливоснабжения ( выполнять теплотехнические расчеты: термодинамических циклов тепловых двигателей и теплосиловых установок; расходов топлива, теплоты и пара на выработку энергии; коэффициентов полезного действия термодинамических циклов тепловых двигателей и теплосиловых установок; потерь теплоты через ограждающие конструкции зданий, изоляцию трубопроводов и теплотехнического оборудования; тепловых и материальных балансов, площади поверхности нагрева теплообменных аппаратов; строить характеристики насосов и вентиляторов ).

ПК 3.1. Участвовать в наладке и испытаниях теплотехнического оборудования и систем тепло- и топливоснабжения ( выполнять теплотехнические расчеты: термодинамических циклов тепловых двигателей и теплосиловых установок; расходов топлива, теплоты и пара на выработку энергии; коэффициентов полезного действия термодинамических циклов тепловых двигателей и теплосиловых установок; потерь теплоты через ограждающие конструкции зданий, изоляцию трубопроводов и теплотехнического оборудования; тепловых и материальных балансов, площади поверхности нагрева теплообменных аппаратов; определять параметры при гидравлическом расчете трубопроводов, воздуховодов ).

Обучающийся должен обладать дополнительными компетенциями, к освоению которых готовит содержание дисциплины, соответствующими основным видам профессиональной деятельности

ДК 1. Выполнять профессионально ориентированные работы в специализированной лаборатории.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:

выполнять теплотехнические расчеты: термодинамических циклов тепловых двигателей и теплосиловых установок; расходов топлива, теплоты и пара на выработку энергии; коэффициентов полезного действия термодинамических циклов тепловых двигателей и теплосиловых установок; потерь теплоты через ограждающие конструкции зданий, изоляцию трубопроводов и теплотехнического оборудования; тепловых и материальных балансов, площади поверхности нагрева теплообменных аппаратов;

определять параметры при гидравлическом расчете трубопроводов, воздуховодов;

строить характеристики насосов и вентиляторов.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:

параметры состояния термодинамической системы, единицы измерения и соотношения между ними;

основные законы термодинамики, процессы изменения состояния идеальных газов, водяного пара и воды;

циклы тепловых двигателей и теплосиловых установок;

основные законы теплопередачи;

физические свойства жидкостей и газов;

законы гидростатики и гидродинамики;

основные задачи и порядок гидравлического расчета трубопроводов;

виды, устройство и характеристики насосов и вентиляторов.

1.4. Количество часов на освоение программы дисциплины:

максимальной учебной нагрузки обучающегося 254 часа, в том числе:

обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 168 часов;

самостоятельной работы обучающегося 86 часов.

2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы

Максимальная учебная нагрузка (всего)

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

Самостоятельная работа обучающегося (всего)

2 курс 3 семестр в форме дифференцированного зачета (комплексного).

2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины «Теоретические основы теплотехники и гидравлики»

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторных и практических работ, самостоятельная работа обучающихся

Содержание учебного материала

Значение дисциплины в подготовке специалистов, ее связь с другими дисциплинами. Энергетика и ее значение в народном хозяйстве России.

Основы технической термодинамики

Параметры состояния термодинамической системы

Содержание учебного материала

Основные термодинамические параметры состояния рабочего тела: температура, давление, удельный объем и плотность. Единицы измерения и соотношения между ними.

Характеристики идеального газа. Уравнение состояния идеального газа. Газовая постоянная, ее физический смысл. Закон Авогадро.

Газовая смесь, ее состав. Способы задания газовой смеси. Закон Дальтона. Определение плотности, объема и давления газовой смеси. Соотношение между массовыми и объемными долями смеси.

Теплоемкость и количество теплоты. Массовая, объемная и мольная теплоемкость, изобарная и изохорная теплоемкости, соотношение между ними.

Теплоемкость газовой смеси.

Самостоятельная работа обучающихся

Виды давления, связь между ними. Подготовка сообщения.

Приборы для измерения давления. Реферат.

Обратимые и необратимые процессы. Подготовка сообщения.

Основные законы термодинамики.

Процессы изменения состояния идеальных газов

Содержание учебного материала

Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия рабочего тела. Второй закон термодинамики. Коэффициент полезного действия. Круговые термодинамические процессы. Определение работы, изменения внутренней энергии и количества теплоты.

Энтальпия и энтропия как параметры состояния рабочего тела. PV – диаграмма, ее применение. TS – диаграмма. Графическое изображение термодинамических процессов.

Термодинамическое исследование изобарного, изохорного, изотермического процессов.

Определение основных параметров процессов, их графическое изображение.

Адиабатный процесс, его характеристика и применение. Политропные процессы. Анализ основных термодинамических процессов

Самостоятельная работа обучающихся

Применение первого и второго закона термодинамики. Реферат.

Закон сохранения и превращения тепловой и механической энергии. Реферат.

Водяной пар и его свойства. Процессы изменения состояния водяного пара

Содержание учебного материала

Свойства реальных газов. Водяной пар как реальный газ. Получение перегретого пара. Парообразование, кипение, конденсация.

Насыщенный водяной пар. Сухой и влажный насыщенный пар.

Перегретый пар. Степени сухости, влажности и перегрева. Пограничные кривые и критическая точка.

Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара. Соотношения для расчета параметров воды и пара.

Определение параметров влажного насыщенного, сухого и перегретого пара с помощью таблиц и диаграмм.

Определение параметров жидкости, влажного и сухого насыщенного пара с использованием таблиц и hs – диаграммы водяного пара.

Определение параметров перегретого пара с использованием таблиц и hs – диаграммы водяного пара.

Самостоятельная работа обучающихся

Истечение водяного пара. Конспект.

Дросселирование газов и паров. Реферат.

Циклы тепловых двигателей

Содержание учебного материала

Понятие о круговом процессе. Идеальный цикл Карно, прямой и обратный, его изображение в PV – диаграмме. Термический КПД цикла Карно.

Двигатели внутреннего сгорания. Циклы поршневых ДВС с подводом тепла при постоянном объеме.

Циклы поршневых ДВС с подводом тепла при постоянном давлении, со смешанным подводом тепла, их изображение в PV и TS – диаграмме. Термический КПД.

Газотрубные установки. Циклы ГТУ с подводом тепла при постоянном давлении и объеме, их графическое изображение.

Расчет термодинамических циклов тепловых двигателей, определение расхода топлива, теплоты на выработку энергии и КПД термодинамических циклов тепловых двигателей.

Самостоятельная работа обучающихся

Регенеративный цикл ГТУ. Конспект.

Пути увеличения термического КПД циклов ГТУ. Реферат.

Циклы теплосиловых установок

Содержание учебного материала

Схема паросиловой установки (ПСУ). Цикл Ренкина, изображение цикла в PV и TS – диаграмме. Работа, получаемая в результате совершения цикла.

Термический КПД цикла Ренкина, его определение с использованием hs – диаграммы. Способы повышения термического КПД цикла паросиловой установки.

Цикл с вторичным перегревом пара. Регенеративный цикл паросиловых установок, принципиальная схема, графическое изображение. Определение термического КПД цикла с одним и несколькими регенеративными отборами пара. Удельный расход пара и теплоты.

Теплофикационный цикл паросиловых установок. Графическое изображение цикла, определение коэффициента использования тепла.

Расчет термодинамических циклов теплосиловых установок, определение расхода топлива и пара на выработку энергии.

Определение коэффициента полезного действия, удельного расхода пара и теплоты паросиловой установки.

Самостоятельная работа обучающихся

Бинарный и парогазовый циклы теплосиловых установок. Конспект.

Схема парогазовой установки с МГД – генератором, КПД цикла. Реферат.

Основные законы теплопередачи

Основные положения теории теплообмена.

Содержание учебного материала

Основные способы передачи теплоты. Понятие о температурном поле и градиенте. Теплопроводность, конвективный теплообмен, излучение.

Передача теплоты теплопроводностью через плоскую однослойную стенку. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности, его физический смысл. Плотность Теплового потока, тепловая проводимость и термическое сопротивление, их определения.

Передача теплоты теплопроводностью через многослойную плоскую стенку. Определение температур на поверхностях стенки и в месте соприкосновения слоев. Эквивалентный коэффициент теплопроводности.

Передача теплоты теплопроводностью через однослойную и многослойную цилиндрическую стенку. Плотность теплового потока.

Самостоятельная работа обучающихся

Теплопроводность через шаровую и ребристую поверхность. Реферат.

Конвективный теплообмен. Теплопередача.

Содержание учебного материала

Основные положения конвективного теплообмена. Теплоотдача между плоской стенкой и жидкостью. Закон Ньютона – Рихмана.

Коэффициент теплоотдачи, его физический смысл. Термическое сопротивление при теплоотдаче. Плотность теплового потока. Фактры влияющие на коэффициент теплоотдачи. Теплоотдача к цилиндрической стенке.

Теплопередача через однослойную и многослойную плоскую стенку. Коэффициент теплопередачи, его физический смысл. Термическое сопротивление теплопередачи.

Теплопередача через однослойную и многослойную цилиндрическую стенку. Основные характеристики процесса.

Определение потерь теплоты через ограждающие конструкции зданий, изоляцию трубопроводов и теплотехнического оборудования.

Самостоятельная работа обучающихся

Критериальные уравнения и обобщенные математические зависимости в процессах конвективного теплообмена. Реферат.

Основы теории подобия и моделирования.

Содержание учебного материала

Основы теории подобия. Подобие физических процессов. Константы подобия и их физический смысл.

Свободное и вынужденное движение жидкости. Теплоотдача при продольном обтекании гладких труб в ламинарном и турбулентном режиме.

Шахматное и коридорное расположение труб в пучках. Критериальные уравнения. Поперечное обтекание труб.

Условия возникновения конденсации. Пленочная и капельная конденсация. Условия возникновения кипения, режимы кипения. Критериальные уравнения.

Самостоятельная работа обучающихся

Определение коэффициента теплоотдачи при вынужденном движении жидкости в трубе. Подготовка сообщения.

Основные законы теплового излучения

Содержание учебного материала

Свойства теплового излучения. Поглощательная, отражательная и пропускная способность тел. Законы Планка, Стефана – Больцмана, Ламберта, Кирхгофа.

Теплообмен излучением между двумя параллельными поверхностями. Приведенный коэффициент излучения. Экраны.

Поглощение, рассеивание и излучение энергии в газовых средах. Коэффициент поглощения. Расчет лучистого теплообмена.

Самостоятельная работа обучающихся

Принцип теплообмена в паровых котлах ТЭЦ. Подготовка сообщения.

Излучение и поглощение одноатомных и многоатомных газов. Конспект.

Содержание учебного материала

Назначение классификация теплообменных аппаратов. Основные схемы движения теплоносителей.

Уравнение теплового баланса в теплообменном аппарате. Средний арифметический и логарифмический температурный напор. Определение поверхности нагрева теплообменного аппарата.

Определение конечной температуры теплоносителей и температуры поверхности теплообмена. Коэффициент теплопередачи теплообменного аппарата.

Составление уравнения теплового баланса и определение площади поверхности нагрева теплообменных аппаратов.

Самостоятельная работа обучающихся

Тепловая защита теплообменных аппаратов. Подготовка сообщения.

Теплообменные аппараты, устанавливаемые на электрических станциях. Реферат.

Физические свойства жидкости и газа

Содержание учебного материала

Физические свойства жидкостей и газов: плотность, удельный объем, удельный вес, сжимаемость от температуры и давления. Идеальная и реальная жидкости.

Поверхностное натяжение жидкостей. Понятие о многофазных системах. Определение физических параметров жидкости.

Самостоятельная работа обучающихся

Механические характеристики жидкостей. Подготовка сообщения.

Сжимаемость и температурное расширение жидкостей. Конспект.

Содержание учебного материала

Основное уравнение гидростатики, единицы измерения давления. Устройство и принцип действия приборов для измерения давления.

Абсолютное и избыточное давление. Вакуум. Закон Паскаля. Давление жидкости на плоскую стенку.

Давление жидкости на цилиндрические поверхности. Гидростатические машины.

Самостоятельная работа обучающихся

Гидравлический процесс, мультипликатор, домкрат. Принцип действия. Реферат.

Содержание учебного материала

Основные понятия гидродинамики жидкости. Виды движения жидкости. Ламинарный и турбулентный режимы движения. Скорость потока жидкости.

Уравнение неразрывности потока жидкости. Уравнение Бернулли для потока идеальной и реальной жидкости.

Геометрический и энергетический смысл уравнения. Уравнение Бернулли. Приборы для измерения пьезометрического и скоростного напоров. Измерение расхода движущейся жидкости.

Построение напорной и пьезометрической линии трубопроводов переменного сечения. Применение в технике уравнения Бернулли.

Построение энергетических линий.

Самостоятельная работа обучающихся

Расходометр Вентури. Схема, принцип действия. Струйный насос (эжектор). Трубка Пито. Реферат.

Гидравлический расчет трубопроводов

Содержание учебного материала

Основные задачи и порядок гидравлического расчета трубопроводов. Влияние вязкости на движение жидкости и газа в трубе. Гидравлические сопротивления. Шероховатость стенок трубопровода, ее виды. Эквивалентная шероховатость.

Способы определения коэффициента гидравлического трения при ламинарном и турбулентном режимах движения жидкости, номограмма Мурина и эмпирические формулы для его расчета.

Способы определения коэффициента местных сопротивлений. Эквивалентная длина местного сопротивления. Приведенная длина.

Классификация трубопроводов. Основные формулы и таблицы для расчета трубопроводов. Методика расчета простого и сложного трубопровода. Основные расчетные задачи.

Определение параметров при гидравлическом расчете трубопроводов и воздуховодов.

Определение числа Рейнольдса по опытным данным.

Экспериментальное определение коэффициента гидравлического трения.

Экспериментальное определение коэффициента местных потерь трубопровода переменного сечения.

Самостоятельная работа обучающихся

Истечение жидкости через насадки. Подготовка сообщения.

Применение истечения в водоструйных насосах. Сифонный трубопровод. Реферат.

Расчет коэффициента расхода и сжатия струи. Конспект.

Общие сведения о гидравлических машинах

Содержание учебного материала

Классификация, типы, характеристики гидравлических машин. Динамические и объемные машины. Принцип работы насосов.

Основные характеристики гидравлических машин. Параметры, мощность и КПД гидравлических машин. Области применения гидравлических машин.

Самостоятельная работа обучающихся

Выбор типа гидравлических машин в зависимости от назначения и условий работы. Конспект.

Поршневые гидравлические насосы

Содержание учебного материала

Конструкция, основные характеристики и принцип действия поршневых гидравлических машин: насосов, компрессоров, воздуховодов.

Схема компрессорной установки. Индикаторная диаграмма. Мощность и КПД поршневых машин. Регулирование подачи поршневых гидравлических машин.

Самостоятельная работа обучающихся

Практическое применение поршневых машин. Конспект.

Центробежные гидравлические насосы

Содержание учебного материала

Классификация, типы, конструктивные особенности, принцип действия центробежных гидравлических насосов. Уравнение Эйлера. Действительный напор.

Подобие насосов. Законы пропорциональности. Универсальная характеристика насоса. Коэффициент быстроходности.

Кавитация в центробежных гидравлических насосах и меры борьбы с ней. Допустимая высота всасывания. Осевое давление в центробежных гидравлических насосах и способы его уменьшения.

Работа насоса в гидравлической сети, определение рабочей точки насоса. Способы регулирования центробежных гидравлических насосов.

Параллельная и последовательная работа насосов на общий трубопровод, построение суммарных характеристик.

Построение суммарной характеристики насосов при параллельном и последовательном включении.

Построение универсальной характеристики насоса и гидравлической сети, определение рабочей точки насоса.

Самостоятельная работа обучающихся

Подбор насосов. Специальные каталоги насосных агрегатов. Конспект.

Струйные насосы. Реферат.

Трехцилиндровый насос простого действия. Реферат.

Насосы и вентиляторы энергетических предприятий

Содержание учебного материала

Принципиальные технологические схемы ТЭС и котельных. Назначение, основные виды насосов и вентиляторов, применяемых в системах теплоснабжения. Требования к насосному и вентиляционному оборудованию.

Питательные насосные агрегаты. Особенности конструкции и приводы питательных насосов. Конденсатные насосы, их типы. Циркуляционные насосы, их типы, устройство и характеристики.

Типы вентиляторов, их назначение, устройство и характеристики. Подбор вентиляторов, работа вентиляторов в сети. Тягодутьевые вентиляторы энергетических предприятий. Эксплуатация вентиляционного оборудования

Изучение конструкции насоса и вентилятора, построение характеристик насосов и вентиляторов.

Самостоятельная работа обучающихся

Насосы химводоочистки, масляные насосы. Реферат.

Бустерные насосы, их назначение и конструкция. Реферат.

Характеристики основных типов вентиляторов. Конспект.

3. условия реализации программы дисциплины

3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению

Реализация программы дисциплины требует наличия учебного кабинета теплотехники и гидравлики.

Оборудование учебного кабинета:

рабочие места для студентов и преподавателя, аудиторная доска;

комплект учебно–методической документации (учебники и учебные пособия, сборники задач, карточки – задания, комплекты тестовых заданий);

наглядные пособия (схемы, таблицы, теплотехнические приборы).

Технические средства обучения: ПЭВМ, проектор, интерактивная доска.

3.2. Информационное обеспечение обучения

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

А.С. Ртищева. Теоретические основы гидравлики и теплотехники. – Ульяновск: УлГТУ, 2012.

Прибытков И.А. Теоретические основы теплотехники: Учебник СПО. – М.: Издательский центр Академия,2012.

М.В.Смирнова. Теоретические основы теплотехники. – Издательский дом «ИН – ФОЛИО»,2010.

Кузовлев В.А. Техническая термодинамика и основы теплопередачи. – М.: Высшая школа, 1983.

Прибытков И.А., Левицкий И.А. Теоретические основы теплотехники. – М.: Академия,2004.

Костеров Ф.М., Кушнырев В.И. Теоретические основы теплотехники. – М.: Энергия, 1978.

Чувилев Л.П. Теоретические основы теплотехники. Сборник задач – М.: УМК по горному, нефтяному и энергетическому образованию, 2003.

Чернов А.В., Бессребреников Н.К., Силецкий В.С. Основы гидравлики и теплотехники. – М.: Энергия, 1976.

Ерохин В.Г., Маханько М.Г. Сборник задач по основам гидравлики и теплотехники. – М.: Энергия, 1979.

Литвин А.М. Теоретические основы теплотехники. – М.: Энергия, 1969.

Ицкович А.М. Основы теплотехники. – М.: Высшая школа,1975.

Жабо В.В., Уваров В.В. Гидравлика и насосы. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 328с.

Калицун В.Г. Основы гидравлики и аэродинамики – М.: Стройиздат, 2004.

Обловин А.Н. Основы гидравлики и теплотехники. – М.: Лесная промышленность, 1976. – 357с.

Черняк О.В. Основы теплотехники и гидравлики. – М.: Высшая школа, 1974. – 287с.

4. Контроль и оценка результатов освоения Дисциплины

(освоенные умения, усвоенные знания)

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

выполнять теплотехнические расчеты: термодинамических циклов тепловых двигателей и теплосиловых установок; расходов топлива, теплоты и пара на выработку энергии; коэффициентов полезного действия термодинамических циклов тепловых двигателей и теплосиловых установок; потерь теплоты через ограждающие конструкции зданий, изоляцию трубопроводов и теплотехнического оборудования; тепловых и материальных балансов, площади поверхности нагрева теплообменных аппаратов;

наблюдение и оценка выполнения практических работ;

определять параметры при гидравлическом расчете трубопроводов, воздуховодов;

анализ выполнения контрольной работы;

строить характеристики насосов и вентиляторов.

экспертная оценка результатов самостоятельной работы студентов.

параметров состояния термодинамической системы, единиц измерения и соотношения между ними;

устный (письменный) опрос; наблюдение и оценка выполнения практических заданий;

основных законов термодинамики, процессов изменения состояния идеальных газов, водяного пара и воды;

устный (письменный) опрос;

наблюдение и оценка выполнения практических заданий;

циклов тепловых двигателей и теплосиловых установок;

устный (письменный) опрос,

наблюдение и оценка выполнения практических заданий; анализ выполнения контрольной работы;

основных законов теплопередачи;

устный (письменный) опрос,

наблюдение и оценка выполнения практических заданий.

физических свойств жидкостей и газов;

законов гидростатики и гидродинамики;

основных задач и порядка гидравлического расчета трубопроводов;

видов, устройств и характеристик насосов и вентиляторов.

Дополнительные знания и умения в соответствии с

(освоенные умения, усвоенные знания)

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

определять коэффициент местных потерь трубопровода переменного сечения.

оценка выполнения лабораторной работы.

способов определения коэффициента местных сопротивлений.

устный (письменный) опрос.

2 курс 3 семестр в форме дифференцированного зачета (комплексного).

сельскохозяйственный преподаватель Е.В. Дивина

____________________ ___________________ _________________________

(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)

____________________ ___________________ _________________________

(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)

____________________ ___________________ _________________________

(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)

Источник