Днiпродзержинський державний технiчний унiверситет



Скачати 171.22 Kb.
Дата конвертації05.04.2017
Розмір171.22 Kb.

Днiпродзержинський державний технiчний унiверситет

Затверджую”

Проректор з навчально-методичної

роботи ліцензування та акредитації

_____________О.М.Коробочка

“____” ________________2006р.



Р О Б О Ч А П Р О Г Р А М А


З дисципліни:

Теплотехніка


Для спецiальностi: 6.090403 - Ливарне виробництво чорних та кольорових металів;

6.090403.01- Ливарне виробництво чорних та кольорових металів,

Спеціалізація- Технологія виготовлення литих стоматологічних та ортопедичних протезів

Факультет енергетичний

Кафедра Промислова теплоенергетика



Форма

Нормативні дані

навчання

Курс

Се

местр


Лекції

(год)


Прак-тичні

(год)


Лаборато-

рні


(год)

Всього

(год)


Самостійна

робота


(год)

Заліки

семестр


Іспити

се-


местр

Денна

3

5

34

34

-

162

94




5































Рабоча програма складена на основi Освітньо-професійної програми вищої освіти за



професійним спрямуванням

Рабоча програма складена професором, докт.техн.наук Горбуновим О. Д.


Робочу програму затверджено на засiданнi кафедри промислової теплоенергетики

" 30 " серпня 2006 р . (протокол N_12_)

05.09.2006 р. ……………… Завідувач кафедри __________________ проф. Яловий М.I.

Схвалено радою (методичною комiсiєю)__________________________________

"_____"________2006 р. Голова__________________ проф. Павленко А.М.


1. МЕТА, ЗАДАЧІ ДИСЦИПЛIНИ,

ЇЇ МIСЦЕ В НАВЧАЛЬНОМУ ПРОЦЕСI
1.1. Мета викладання дисципліни
Викладання дисципліни має на метi вивчення теоретичних основ , принципiв та методів здобування, перетворення , передавання й використання теплоти , а також принципи дії та конструктивні особливості пічей для здобуття металів , для нагрівання металлу під термообробку , сушильних установок та інших теплотехнічних обладнань.

Теплотехнічними основами теплотехніки є технічна термодинаміка та теорія тепло- та масообміну. Важливість теплотехнічної підготовки важко переоцінити. Безперервний зріст суспільного виробництва повязан з планомірним нарощуванням добичі усіх видів палива , використанням прогресивних паливозберігающих технологій та з більш повною утилізацією паливоенергетичних ресурсів.


1.2. Задачi вивчення дисципліни
Пiсля вивчення дисципліни студент повинен знати: теоретичні основи теплотехніки та основнi теплотехнічні процеси, які проходять в металургійних, нагрівальних, сушильних та інших печах. На основі получених знань студент повинен вміти: розраховувати теплофізичні властивості річовин, процеси нагрівання, охолодження, плавління (твердіння) тіл простої форми, регенеративні теплообмінні апарати.

Після вивчення дисципліни студент повинен мати навички: проводити теплотехнічні розрахунки окремих елементів конструкцій металургійних печей.


1.3. Перелiк базових дисциплін та тем, засвоєння яких

необхiдно для вивчення дисципліни
1.3.1. Фізика

Тема Молекулярна фізика - 2.1.2, 2.1.3

Тема Параметри стану - 2.1.2, 2.1.4

Тема Термодинамiчнi властивостi речовин - 2.1.4

Тема Основнi термодинамiчнi процеси - 2.1.5

Тема Основнi рiвняння гiдрогазодинамiки - 2.1.6, 2.1.9

1.3.2. Вища математика

Тема Рiшення диференцiальних рiвнянь - 2.1.3, 2.1.3, 2.1.5, 2.1.9

1.3.3. Хімія

Тема Хімічні реакції. Теплоти фазових перетворювань -2.1.3, 2.1.3, 2.1.5

Тема Горіння палив - 2.1.3, 2.1.11

2. ЗМIСТ ДИСЦИПЛIНИ
2.1. ЛЕКЦIЙНI ЗАНЯТТЯ ( 34 год )

Лекційний курс
2.1.1. Вступ. Загальнi вiдомостi про теплотехніку [1,2,3] ( 1 год )

Мiсце дисципліни в навчальному процесi при пiдготовці фахiвцiв. Теплотехніка як розділ загальноінженерних наук. Предмет курсу, його звязок із суміжними дисциплінами. Роль металургійної теплотехніки й теплотехнічного обладнання у сучасному виробництві металів. Основні задачі курсу. Проблема економії палива та зниження норм витрат тепла.


2.1.2. Предмет термодинаміки. Основні поняття та визначення [1,2,3] ( 1 год )

Термодинамічна система. Робочі тіла. Основні термічні та калорічні параметри які характеризують стан термодинамічної системи. Визначення термодинамічного процесу. Рівноважні та нерівноважні, обернені та необернені процеси.

Термодинамічні властивості ідеальних газів. Рівняння стану. Закон Авогадро. Рівняння стану реальних газів.

Практичні заняття : 2.2.1.
2.1.3. Перший та другий закон термодинаміки [1,2,3] ( 3 год )

Внутрішня енергія. Механічна робота, PV - діаграма. Різноманітні форми передачі енергії.Узагальнені сили та координати. Теплота як специфічна форма передачі енергії. Основні формулювання першого закону термодинаміки. Залежність теплоти та різних форм роботи від шляху процесу. Основні властивості внутрішньої енергії. Ентальпія як параметр стану. Математичне формулювання першого закону термодинаміки через ента льпію.

Основні формулювання другого закону термодинаміки. Ентропія системи. Теплова TS - діаграмма. Навкругові термодинамічні процеси і цикли. Цикл та ККД ідеальної теплової машини Карно. Принцип зростання ентропії. Межі використання другого закону термодинаміки.

Практичні заняття : 2.2.2.

2.1.4. Основні термодинамічні властивості речовин [1,2,3] ( 2 год )

Термічні коефіцієнти. Термодинамічна теорія теплоємкістей. Формули та таблиці для визначення теплоємкістей.


2.1.5. Термодинамічні процеси [1,2,3] ( 1 год )

Ізобарний, ізохорний, ізотермічний та адіабатний процеси. Узагальнений політропний процес та його аналіз. Уявлення процесів в РV - та ТS - діаграмах.



Практичні заняття : 2.2.3.

2.1.6. Процеси сушіння вологих матеріалів [1,2] ( 1 год )

Аналітичний та за допомогою Нd (Id) - діаграми розрахунок параметрів вологого повітря в процесах підігріва, смішення та сушіння вологих матеріалів, які використуються у ливарному виробництві.



Практичні заняття: 2.2.4.
2.1.7. Предмет теплопередачі. Основні поняття та визначення [1,2,3] ( 2 год )

Тепло- і масообмін як процес передачі енергії і маси. Основні механізми переноса теплоти: теплопровідність, конвекція, випромінювання. Тепловий потік, густина теплового потіку.


2.1.8. Теплопровідність [1,2,3,4] ( 6 год )

Температурне поле. Градієнт температури. Закон Фурє. Диференціальне рівняння теплопровідності та його аналіз. Коефіцієнт температуропровідності. Початкові та межові умови.

Стаціонарна теплопровідність. Плоска та циліндрічна стінки при межових умовах 1-го, 2-го та 3-го рода. Багатошарові стінки. Коефіцієнт теплопередачі. Основне рівняння теплопередачі. Критичний діаметр теплової ізоляції.

Нестаціонарна теплопровідність. Основні поняття. Використання безрозмірних узагальнених критеріїв, чисел подоби Біо, Фурє та інше. Аналітичний розрахунок нестаціонарного температурного поля для плоскої стінки. Розрахунок за допомогою номограм Будріна. Розрахунок процесів нагріва (охолодження) тіл у формі циліндра та паралелепіпеда.



Практичні заняття : 2.2.5… 2.2.7.
2.1.9. Конвективний теплообмін [1,2,3,4] ( 4 год )

Основні поняття. Закон Нютона-Ріхмана. Коефіцієнт тепловіддачі. Основні фактори, які впливають на коефіцієнт тепловіддачі. Експериментальні методи вивчення . Основи теорії подоби. Критеріальні рівняння як основна форма обробки та узагальнення даних експерименту та моделювання.

Тепловіддача при вільному руху рідини. Критеріальні рівняння для розрахунку тепловіддачі в умовах великого обєму поруч пластин та циліндрів. Розрахунок ефективного коефіцієнта теплопровідності при теплообміну у прослойках..

Тепловіддача при вимушеній конвекції. Режими руху (течії) рідини та газов : ламінарний і турбулентний. Розрахункові рівняння тепловіддачі при течії рідини в трубах та каналах. Теплообмін при зовнішнім обтіканні тіл. Конвекція у розплавлених металах.



Практичні заняття : 2.2.8, 2.2.9.
2.1.10. Теплообмін випромінюванням [1,2,3,4] ( 4 год )

Природа теплового випромінювання. Основні поняття та закони теплового випромінювання. Абсолютно чорне тіло. Закони Кірхгофа, Планка, Стефана - Больцмана. Випромінювання реальних сірих тіл. Ступінь чорноти. Теплообмін випромінюванням в діатермічному середовищі. Приведена ступінь чорноти для простіших випадків замкнутої системи. Розрахунок ступіні чорноти 3-х і більш атомних газів. Випромінювальний теплообмін при наявності екранів.



Практичні заняття : 2.2.10.
2.1.11. Теплообмінні апарати [1,2,3,4,10…13] ( 8 год )

Основні типи теплообмінників. Конструкторський та перевірочний розрахунок. Основне рівняння теплопередачі. Тепловий баланс. Теорія рекуператорів.Теорія регенераторів. Методика розрахунку регенераторів мартеновських печей та повітрянагрівачів доменних печей. Теплообмін у печах шахтного типу.



Практичні заняття : 2.2.11.

2.1.12. Спеціальні питання теплотехніки [11-14] ( 4 год )

Теплотехніка доменого процесу. Теплофізичні спекти виробництва виливків. Теплотехніка конвертерного процесу.



    1. ПРАКТИЧНI ЗАНЯТТЯ ( 34 год )

2.2.1. Розрахунки параметрів стану : питомий обєм, тиск, температура. Рівняння стану. [5]. - 1 год

2.2.2. Розвязання задач на тему 1-го та 2-го закону термодинаміки [5]. -1 год

2.2.3. Розрахунки основних термодинамічних процесів [5]. - 2 год

2.2.4. Розрахунок процесів стічення в кисневих та повітряних фурмах [5]. - 1 год

2.2.5. Розрахунок процесів стаціонарної теплопровідності та теплопередачі у плоских тілах - 2 год

2.2.6. Розрахунок процесів стаціонарної теплопровідності та теплопередачі у циліндричних тілах

- 2 год


2.2.7. Розрахунок процесів нестаціонарної теплопровідності [6]. - 2 год

2.2.8. Розвязання задач на тему вільного конвективного теплообміну [6]. - 2 год

2.2.9. Розвязання задач на тему примушеної конвекції [6]. – 2 год.

2.2.10. Розв"язання задач на тему теплообміну випромінюванням [6]. - 2 год 2.2.11. Розвязання задач на тему теплообмінних апаратів [6,2,10…13]. - 4 год

2.2.12. Тепловий розрахунок повітрянагрівача доменної печі, регенератора маретнів ської печі, камерної термічної печі [7,8]. – 2 год.



  1. 2.3. КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

Мета курсового проекту – закріплення теоретичних знань і практичних навичок, одержаних на лекційних та практичних заннятях. Проект виконується у режимі самостійної роботи.

Студент кожної групи одержує індивідуальне завдання, що містять вихідні дані для розрахунків курсового проекту по таким темам :

2.3.1. Розрахунок камерної термічної печі з нерухомим подом [ 8 ] - для студентів групи ЛВ.

2.3.2. Розрахунок регенератора мартеновської печі [ 7 ] - для студентів групи МС .

2.3.3. Розрахунок повітрянагрівача доменної печі [ 7 ] - для студентів групи МЧ.
Курсовой проект розрахован на 40 годин самостійної роботи і подається у виді розрахунково-пояснювальної записки обємом до 35 сторінок тексту. У графічній частині студент виконує робочі креслення термічної печі, регенератора та інше у продольному та поперечному перерізах, тобто графічна частина включає одно креслення формату А1 ( 600*840 мм ).

Для студентів,працюючих по індивідіальному графіку, можлива заміна проекта на курсову роботу з використанням ПЕОМ при теплових розрахунках.


3. САМОСТIЙНА РОБОТА ( 73 год )
3.1. Проробка лекційного матеріалу - 12 год

3.2. Підготовка до практичних занять - 12 год

3.3. Проробка окремих розділів програми, які не викладаються на лекціях - 6 год

3.3.1. Газові суміші - 3 год

3.3.2. Розрахунок теплоємкісті газових сумішей - 3 год

3.3.3.Стічення газів в фурмах конвертерів, мартеновської та доменних печах - 3 год 3.4. Курсовий проект - 40 год



4. НАВЧАЛЬНО - МЕТОДИЧНI МАТЕРIАЛИ
4.1. ОСНОВНА ТА ДОДАТКОВА ЛIТЕРАТУРА
4.1.1. Основна

Наявність, екз-в: Бібл-ка ! Кафедра

1. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. -М.:Высш.шк., 1989. - 469с. 115 ! 2

2. Теплотехника / И.Н.Сушкин, А.А.Щукин, Р.Г.Зах и др. -М.: Металургия, 1973. - 480с. 80 ! 1



  1. Метал 3. Металлургическая теплотехника. Т.1. / В.А.Кривандин, В.А.Арутюнов, Б.С.Мастрюков и др. -М.:

  2. Мета Металлургия, 1986. - 426с. 8 ! 1

4. Мастрюков Б.С. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей. - М.: Металлургия,1986. -270с. 5 ! 1

5. Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике. -М.: Машиностроение, 1973. - 374c. 38 ! 3

6. Краснощеков Е.А.,Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. - М.: Энергия,1 980. - 269с.

4.1.2. Додаткова
7. Методические указания к выполнению курсового проекта "Расчет регенератора мартеновской печи и воздухонагревателя доменной печи" / Сост. А.Д.Горбунов. - Днепродзержинск: ДИИ, 1989. - 58с. 37 ! 10

8. Методические указания к выполнению курсового проекта "Расчет камерной термической печи с неподвижным подом" / Сост. П.А.Словиковский, В.В.Смородский. -Днепродзержинск: ДИИ, 1978. -54с. 90 ! 3

9. Методические указания по курсовому проекту " Расчет регенеративного нагревательного колодца прокатного цеха" / Сост. Н.И.Яловой. - Днепродзержинск: ДИИ, 1985. - 37 с. - ! 30

10. Теплотехника доменного процесса // Б.И.Китаев, Ю.Г.Ярошенко, Е.Л.Суханов и др.-М.: Металлургия, 1978. - 248с. 5 ! 1

11. Ойкс Г.Н., Иоффе Х.М. Производство стали. Расчеты. - М.: Металлургия, 1975. - 480с. 8 ! 1

12. Долотов Г.П.,Кондаков Е.А. Печи и сушила литейного производства.-М.: Машиностроение,1984.-192с. 35 ! 1

13. Расчеты нагревательных печей // С.И.Аверин, Э.М.Гольдфарб и др. -К.: Тэхника, 1969. - 540с. 101 ! 3

14. Глинков М.А. Металлургические печи. – М.: Металлургиздат, 1984. – 280 с.


4.1.3. ПЕРЕЛIК НАВЧАЛЬНИХ ТА IНШИХ ПОСIБНИКIВ, МЕТОДИЧНИХ ВКАЗIВОК ТА ТЕХНIЧНИХ ЗАСОБIВ
Плакати

Комплект плакатiв по тепловим циклам, машинам, печам - ! 10


Методичнi вказiвки до практичних, лабораторних робіт та

самостiйнiй роботi студентiв.




  1. Методические указания к выполнению контролируемой самостоятельной работы. Часть 1. Термодинамика / Сост. А.Д. Горбунов. - Днепродзержинск: ДИИ, 1991. - 32 с. 35 ! 10

  2. Методические указания к выполнению контролируемой самостоятельной работы.Часть 2. Теплопередача/ Сост. А.Д. Горбунов. - Днепродзержинск: ДИИ, 1994. - 20 с. 37 ! 1

  3. Збірник задач до практичних занять з дисципліни “ Теплотехніка “ (для студентів спеціальності МЧ, МС, ЛВ, ОМТ) / Укл. О.Д. Горбунов. –Дніпродзержинськ: ДДТУ, 2001. – 18с.


5. ПИТАННЯ, ЯКІ ВИНОСЯТЬСЯ НА ЕКЗАМЕН


  1. Теплотехніка як наука.

  2. Предмет термодинаміки. Основні поняття та визначення.

  3. Температура. Визначення. Звязок поміж шкалами. Засоби вимірювання.

  4. Тиск як параметр. Спосіби вимірювання.

  5. Термічні параметри стану. Їх властивісті та визначення.

  6. Рівняння стану ідеального газу.

  7. Розрахунок параметрів газу при нормальних умовах.

  8. Рівняння стану реального газу. Аналіз.

  9. Внутрішня енергія, теплота та робота, звязок між ними.

  10. Доказати залежність теплоти і роботи від шляху процесу.

  11. Основні формулювання 1-го закону термодинаміки.

  12. Ентальпія, свободна енергія та потенціал Гібса.

  13. Основні формулювання 2-го закону термодинаміки.

  14. Основні термодинамічні властивості речовин. Теорія та розрахунок теплоємкістей.

  15. Що таке теплота? Властивості, розрахунок у разних процесах.

  16. Розрахунок ізобарного та ізохорного процесів.

  17. Розрахунок ізотермного та адіабатного процесів.

  18. Розрахунок узагальненого політропного процеса.

  19. Процес пароутворення в РV,ТS та НS (IS) діаграмах. Розрахунок кількості теплоти для сформування водяної пари.

  20. Визначення параметрів води та водяної пари по таблицям та НS (IS) діаграмі.

  21. Цикл Ренкіна. ККД циклу паро-силової установки.

  22. Властивості і параметри вологого повітря. Нd (Id) діаграма.

  23. Розрахунок процесів сушки вологіх матеріалів.

  24. Стічення газів та парів.

  25. Теплопередача. Основні механізми переноса теплоти.

  26. Закон Фурє. Йього використання.

  27. Діференціальне рівняння теплопровідності та йього аналіз

  28. Стаціонарна теплопровідність для плоскої одно- та багатошаровій стінки.

  29. Стаціонарна теплопровідність для циліндричної одно- та багатошаровій стінки.

  30. Стаціонарна теплопередача через плоскі одно- та багатошарові стінки.

  31. Стаціонарна теплопередача через циліндричні одно- та багатошарові стінки.

  32. Критичний діаметр теплової ізоляціі.

  33. Основне рівняння теплопередачі. Розрахунок коефіцієнта теплопередачі.

  34. Нестаціонарна теплопровідність.

  35. Розрахунок процесів нагріва (охолодження) тіл в нестаціонарному режимі.

  36. Конвективний теплообмін. Основний закон конвекціі. Основи теорії подоби.

  37. Тепловіддача при вільному руху рідини.

  38. Тепловіддача при вимушеній конвекції.

  39. Розрахунок тепловіддачі при течії рідини в трубах та каналах.

  40. Критеріальні рівняння конвекції у розплавлених металах.

  41. Основні поняття та закони теплового випромінювання.

  42. Закон Стефана – Больцмана. Випромінювання реальних сірих тіл.

  43. Розрахунок приведеної ступіні чорноти.

  44. Розрахунок ступіні чорноти 3-х і більш атомних газів.

  45. Випромінювальний теплообмін при наявності екранів.

  46. Теплообмінні апарати. Основні типи. Конструкторський та перевірочний розрахунки. Основи розрахунку.

  47. Теорія рекуператорів.

  48. Теорія регенераторів.

  49. Розрахунки процесів горіння палива.

  50. Теплообмін у печах шахтного типу.

  51. Основи теплової роботи пtчей. Теплові баланси. Питома витрата тепла.

  52. Методика розрахунку регенераторів мартеновських та нагрівальних печей і повітрянагрівачів доменних печей.

  53. Методика розрахунку камерної термічної печі.

6. Додаток до пункту 3.2 робочої програми


Мета вивчення цих розділів - оволодіти теорією газових сумішей та стічення газів. Після вивчення студент повинен знати основні поняття та закони утворювання сумішей і стічення газів.

Студент повинен мати навички розвязання задач та розрахунків термодинамічних параметрів суміші та газів при їх стіченні.


База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка