Навчальна програма кредитного модулю



Скачати 133.61 Kb.
Дата конвертації30.12.2016
Розмір133.61 Kb.


Національний технічний університет України «КПІ»

Інститут енергозбереження та енергоменеджменту

Кафедра теплотехніки та енергозбереження







«.Затверджую»

Директор Інституту енергозбереження та енергоменеджменту


А.В. Праховник

« » 2007 р.




НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА

КРЕДИТНОГО МОДУЛЮ

«Основи теплотехніки»


для студентів спеціальності 7.090.603

«Електротехнічні системи електроспоживання»


напрямку 6.0906« Електротехніка»
(денна форма навчання)


Ухвалено методичною

комісією ІЕЕ

Протокол №___від________

Голова методичної комісії

______ _____________

(підпис) (ініціали, прізвище)







Програма рекомендована кафедрою теплотехніки і енергозбереження

Протокол № від « » 2007 р.

Зав. кафедрою

проф. В.І. Дешко

« » 2007 р.


Київ 2007 р.


1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Кредитний модуль (дисципліна) «Основи теплотехніки» відноситься до професійно - орієнтованих дисциплін, які забезпечують навчання студентів у галузі теплоенергетики та теплотехніки на матеріалі дисциплін «Технічна термодинаміка» та «Теплообмін». Даний кредитний модуль входить у нормативну частину програми (код ).


2. РОЗПОДІЛ НАВЧАЛЬНОГО ЧАСУ

Розподіл навчальних годин кредитного модуля за видами навчальних занять



Семестр/ код кредитного модулю

Всього

Розподіл годин за видами занять

Кількість МКР

Вид індивідуального завдання

Семестрова атестація

Лекції

Практичні заняття

Лабораторні роботи

СРС

Всього


У тому числі на виконання курсової роботи




198

45

18

18

117

80

2

КР

екзамен


3. ЗМІСТ НАВЧАЛЬНОГО МАТЕРІАЛУ

Розділ 1. Вступ

Тема 1. Вступ

Предмет та задачі курсу «Основи теплотехніки»; загальні відомості про зміст курсу та його зв’язок із попереднім матеріалом. Структура курсу.

Предмет та задачі курсу «Основи теплотехніки»; загальні відомості про зміст курсу та його зв’язок з попереднім матеріалом. Основні методи виробництва електроенергії. Роль палива, гідроенергетичних ресурсів, ядерного палива в паливно-енергетичному балансі держави. Трансформація видів енергії при електропостачанні промислових підприємств.

Література: Л1, с.5 -10; конспект лекцій.
Розділ 2. Технічна термодинаміка.

Тема 2.1. Загальні положення. Теплота та робота. Закони термодинаміки. Ексергія.

Предмет і методи технічної термодинаміки. Основні поняття й визначення технічної термодинаміки. Термодинамічна система, стан, процес. Параметри стану. Характеристики процесів - теплота й робота.



Література: Л1:14-30; Л2:10-25; Л3:7-14; конспект лекцій.

Перший закон термодинаміки для закритих і відкритих систем.



Література: Л1:30-35, 48-51; Л2:25-30; Л3:14-33; конспект лекцій.

Другий закон термодинаміки. Цикл Карно і його к.к.д. Теореми Карно.



Література: Л1:30-35, 48-51; Л2:25-30; Л3:14-33; конспект лекцій.

Математичне вираження другого закону термодинаміки. Поняття ексергії й анергії. Методи термодинамічного аналізу систем. Ентропійний метод. Рівняння Гюі-Стодоли. Ексергетичний метод. Витрати ексергії у необоротних процесах



Література: Л1:51-66; Л3:14-33; Л2:84-87; конспект лекцій.

Тема 2.2. Термодинамічні властивості та процеси ідеального газу.

Закони ідеального газу. Рівняння стану ідеального газу. Теплоємкість ідеального газу.



Література: Л[2]: с.9 - 16; [5]: 10 - 20. 1:37-48; Л2:30-38; конспект лекцій.

Ізобарний, ізотермічний, ізохорний, адіабатний процеси ідеального газу. Політропний процес. Визначення параметрів стану та характеристик процесів.



Література: Л[2]: с.9 - 16; [5]: 10 - 20. 1:37-48; Л2:30-38; конспект лекцій.

Тема 2.3. Термодинамічні властивості та процеси реальних робочих тіл.

Термодинамічні властивості реальних робочих тіл. Таблиці та діаграми стану води і водяної пари. Визначення параметрів стану.



Література: Л1:66-80; Л2:38-41; Л3:33-43; конспект лекцій.

Окремі термодинамічні процеси. Зображення процесів у PV i TS - координатах. Процес пароутворювання. Процеси водяної пари.



Література: Л1:77-81; Л2:41-48; Л3:33-43; конспект лекцій.

Тема 2.4. Паросилові установки. Термодинамічний аналіз енергетичної ефективності.

Термодинамічні основи роботи та схема паросилової установки (ПСУ). Призначення паросилової установки. Схема та принцип дії ПСУ. Склад та основні технічні дані ПСУ. Характеристика сучасних паросилових установок та їхнє призначення.

Побудова термодинамічного циклу ПСУ в h,s -діаграмі; з’ясування основних енергетичних характеристик, теплових потоків та роботоспроможності циклу. Обчислення ККД циклу та основних робочих параметрів установки; визначення технічних характеристик ПСУ (ККД складових частин установки, питомих витрат пари та палива на виробництво одиниці (кВт) електроенергії.

Література: Л1:102-124; Л2:73-79; Л3:68-73; конспект лекцій.

Засоби підвищення ККД ПСУ. Регенерація теплоти, вторинний перегрів пари, підвищення температури і тиску пари в процесі пароутворення. Аналіз енергетичної ефективності за допомогою еквівалентного циклу Карно.



Література: Л1:102-124; Л2:73-79; Л3:68-73; конспект лекцій.
Розділ 3. Основи теплообміну

Тема 3.1. Механізми теплообміну. Теплопровідність

Механізми теплообміну. Основні закони: Фурьє, Ньютона-Ріхмана, Стефана-Больцмана. Температурні поля. Градієнт температури. Диференційне рівняння.



Література: Л1:125-145; Л2:87-88; конспект лекцій.

Граничні умови. Стаціонарна теплопровідність плоскої стінки. Стаціонарна теплопровідність циліндру



Література: Л1: 136-140; Л2:88-95; конспект лекцій.

Тема 3.2. Інтенсифікація теплообміну. Оребрення. Стаціонарна теплопровідність пластини при наявності внутрішніх джерел тепла.

Критичний діаметр ізоляції. Інтенсифікація теплообміну. Оребрення. Теплопровідність пластини з внутрішніми джерелами тепла. Теплопровідність циліндричного стержня з внутрішніми джерелами тепла.



Література: Л1: 133-140; Л1: 140-145; Л2:92-95; конспект лекцій.

Тема 3.3. Конвекція. Загальні відомості. Критерії подібності процесів. Критеріальне рівняння. Теплообмін у разі вільного та вимушеного руху рідини. Теплообмін при зміні агрегатного стану.

Конвекція. Загальні відомості. Критерії подібності процесів. Критеріальне рівняння.



Література: Л1: 147-153; Л2:97-105; конспект лекцій.

Теплообмін у разі вільного руху рідини. Теплообмін у разі вимушеного руху рідини.



Література: Л1: 147-153; Л2:104-107; конспект лекцій.

Теплообмін при зміні агрегатного стану (кипіння та конденсація).



Література: Л1: 162-165; Л2:107-111; конспект лекцій.

Тема 3.4. Променевий теплообмін. Загальні відомості. Закони. Теплообмін між двома тілами. Теплообмін у частково прозорих тілах.

Теплообмін між двома тілами. Теплообмін у разі застосування екранів. Теплообмін у частково прозорих газах.



Література: Л1: 165-177; Л2:114-120; конспект лекцій.
Розділ 4. Промислова теплотехніка.

Тема 4.1. Теплообмінні апарати. Класифікація. Тепловий розрахунок регенеративних та рекуперативних апаратів.

Теплообмінні апарати. Класифікація теплообмінного обладнання; опис типів теплообмінників, конструкційні та енергообмінні особливості.



Література: Л1: 179-204; Л2:124-128; Л3: 133-139. конспект лекцій.

Тепловий розрахунок теплообмінних апаратів. Рівняння теплового балансу й теплопередачі. Визначення поверхні теплообмінних апаратів.



Література: Л1: 179-204; Л2:124-128; Л3: 133-139. конспект лекцій.

Тема 4.2. Паливо. Процеси горіння.

Паливо. Процеси горіння. Розрахунок необхідної кількості повітря та продуктів горіння.



Література: Л1: 216-233; Л2:133-142; конспект лекцій.

Тема 4.3. Парові та водогрійні котли. Топки. Енергетичний баланс котельного агрегату

Класифікація. Принцип дії. Парові та водогрійні котли. Топки. Енергетичний баланс котельного агрегату. Розрахунок складових частин теплового балансу котельного агрегату.



Література: Л1: 257-277; 248-249; Л2:130-133; 145-185; 157-174; 142-145; конспект лекцій.

Тема 4.4. Нагнітаюче обладнання.

Нагнітаюче обладнання. Призначення. Класифікація. Конструкції. Розрахунок енергетичної ефективності адіабатних, ізотермічних і політропних компресорів.



Література: Л1: 205-216; Л2:60-64; 185-191; Л3: 293-334. конспект лекцій.

Тема 4.5. Двигуни внутрішнього згорання.

Двигуни внутрішнього згорання. Класифікація. Конструкції. Карбюраторні двигуни та дизелі. Розрахунок енергетичної ефективності двигунів.



Література: Л1: 97-102; Л2:68-72; Л3: 220-256. конспект лекцій.

Тема 4.6. Газотурбінні установки.

Газотурбінні установки. Розрахунок енергетичної ефективності ГТУ. Регенерація теплоти.



Література: Л1: 97-102; Л2:72-74; конспект лекцій.

4. ПРИБЛИЗНА ТЕМАТИКА ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ

Програмою практичних занять передбачається ознайомлення з наступною тематикою:

1. Параметри стану та характеристики термодинамічних процесів.

Література: [2] с.3 - 5, [3] с.3 - 5; конспект лекцій.

2. Перший закон термодинаміки та його застосування для термодинамічних процесів теплоенергетичних установок.



Література: [2]: с.29 - 67 [3]: с. 6 - 18; [6]; конспект лекцій.

3. Застосування другого закону термодинаміки для аналізу ефективності циклів теплових машин та теплоенергетичного обладнання.



Література: [2]: с.29 - 67 [3]: с. 6 - 18; [6]; конспект лекцій.

4. Склад та призначення «Таблиць термодинамічних властивостей води та водяної пари» та h,s - діаграми. Робота з довідковими посібниками та діаграмами. Розв’язання задач по визначенню характеристик термодинамічних процесів води та водяної пари.



Література: [2]: с.59 - 67 [3]: с.30 - 43; конспект лекцій.

5. Визначення параметрів стану та характеристик термодинамічних процесів води та водяної пари за допомогою таблиць та діаграм термодинамічного стану.



Література: [2]: с.59 - 67 [3]: с.30 - 43; конспект лекцій.

6. Робота з h,s - діаграмами по аналізу циклу ПСУ. Обчислення термодинамічних параметрів стану, техніко-економічних показників роботи ПСУ.



Література: [2]: с.59 - 67 [3]: с.30 - 43; конспект лекцій.

7. Теплопровідність. Обчислення температур і теплових струмів у разі різних умов однозначності. Індивідуальне розв’язання задач за допомогою карток самостійної роботи.



Література: [12], [2], 87-97; конспект лекцій.

8. Конвекція. Обчислення коефіцієнту тепловіддачі в умовах вільного та вимушеного руху рідини.



Література: [2], 97-114; конспект лекцій.

9. Теплообмінні апарати. Тепловий розрахунок.



Література:[16], с.9-29; конспект лекцій.
5. СЕМІНАРСЬКІ ЗАНЯТТЯ

6. ПРИБЛИЗНИЙ ПЕРЕЛІК ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

Програмою передбачається практичне ознайомлення з наступними процесами

1. Теплоємність газів.

Література: [5], конспект лекцій.

2. Крива пружності водяної пари.



Література: [9], [13], конспект лекцій.

3. Витікання повітря через сопла, що звужуються.



Література: [14], конспект лекцій.

4. Вологе повітря.



Література: конспект лекцій.

5. Теплопровідність твердих тіл.



Література: [10], конспект лекцій.

6. Тепловіддача горизонтальної труби при вільному руху повітря.



Література: [11], конспект лекцій.

7. Тепловіддача оребреної труби.



Література: конспект лекцій.

7. ТЕМИ ІНДИВІДУАЛЬНИХ ЗАВДАНЬ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ

1. Термодинамічні властивості та процеси суміші газів. Вологе повітря та його основні характеристики, h,d - діаграма стану вологого повітря. Розрахунки процесів вологого повітря (підігрів та сушіння).



Література: [2]: с.9 - 16; [5]: 10 - 20, 398 - 406.

2. Витікання газів з отворів та сопел. Швидкість звуку. Сопло Лаваля.



Література: [5]: 233 - 257.

3. Дроселювання газів та пари. Процес дроселювання водяної пари; відображення процесу дроселювання в h,s-діаграмі.



Література: [5]: 205 - 215.

4 Променевий теплообмін. Загальні відомості. Закони Теплообмін між двома тілами. Теплообмін у разі застосування екранів. Теплообмін у частково прозорих газах.



Література: Л1: 165-177; [2]: 114-120.

5 Тепловий розрахунок рекуперативних апаратів.



Література: [2]: 124-130.

6. Приклади складання та розрахунку енергетичних балансів теплоенергетичного обладнання. Основи енергоаудіту та енергоменеджменту.



Література: [1]: с.308 - 329; [3]: 392 - 406; [4]: 121 - 245; [7]: с.42 - 112, 529 573; [9]: с.34 - 112; [10]: с.26 - 156.

7. Двигуни внутрішнього згорання. Класифікація. Конструкції. Карбюраторні двигуни та дизелі. Розрахунок енергетичної ефективності двигунів.



Література: Л1: 97-102; Л2:68-72; Л3: 220-256. конспект лекцій.

8. Газотурбінні установки. Розрахунок енергетичної ефективності ГТУ. Регенерація теплоти.



Література: Л1: 97-102; Л2:72-74; конспект лекцій.

КУРСОВА РОБОТА

Тема: «Тепловий розрахунок вузлів енергетичного обладнання»

Завдання:

  1. Розрахунок енергетичної ефективності модернізації циклу ПСУ

  2. Визначення параметрів теплообмінного апарату завданого типу та техніко-економічний розрахунок теплової ізоляції.

  3. Розрахунок процесів горіння палива та теплового балансу котельного агрегату. Визначення необхідної кількості палива.

По кожній роботі кожен студент отримує індивідуальні завдання, що відрізняються вихідними даними і, відповідно, кінцевими, результатами.

Література: Л.16, с.9-29; 52-71 конспект лекцій

8. КОНТРОЛЬНІ РОБОТИ

По курсу передбачаються дві модульні контрольні роботи.

По кожній роботі кожен студент отримує індивідуальні завдання, що відрізняються вихідними даними і, відповідно, кінцевими, результатами.

Розділ 2. Одиниці виміру фізичних величин та параметри стану. Перший закон термодинаміки. Другий закон термодинаміки.

Література: Л.6.

Розділ 3. Стаціонарна теплопровідність плоскої стінки (граничні умови третього роду). Стаціонарна теплопровідність циліндру (граничні умови третього роду).

Література: Л.12

ВИМОГИ ДО ЗНАНЬ СТУДЕНТІВ:

По завершенні вивчення курсу студенти повинні знати:


  • теплотехнічну термінологію;

  • наукові основи перетворення теплоти в корисну роботу;

  • головні принципи виробництва та перетворення енергії, а також принципи дії, основи конструкції, робочі параметри та сфери використання теплотехнічного обладнання;

  • методи інженерного аналізу ефективності енергоспоживаючого обладнання;

  • методи аналізу теплових полів енергетичного обладнання.

По завершенні вивчення курсу студенти повинні вміти:

  • користуватися довідковою літературою з теплотехніки та володіти теплотехнічною термінологією;

  • грамотно формулювати на інженерному рівні питання, пов’язані з теплотехнічними процесами, та виконувати розрахунки;

  • вирізняти головну проблему при аналізі теплових процесів та теплотехнічного обладнання і робити оцінку та висновки відносно їхнього застосування;

  • виконувати нескладні теплотехнічні розрахунки

9. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

Методичні вказівки наведені у навчально-методичних матеріалах, розроблених кафедрою теплотехніки та енергозбереження (див. Розділ 10).



10. НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНІ МАТЕРІАЛИ

Основна література

  1. Немцев З.Ф., Арсеньев Г.В. Теплоэнергические установки и теплоснабжение.-М.: Энергоиздат, 1982. 400 с.

  2. Алабовский А.Н., Константинов С.М., Недужий И.А. Теплотехника. -Киев: Высшая школа, 1986. - 255с.

  3. Теплотехника: Учебник для студентов втузов/А.М.Архаров, С.И.Исаев, И.А.Кожинов и др.;Под общ.ред. В.И.Крутова.- М.: Машиностроение, 1986.-432с.

  4. Щукин А.А., Сушкин И.Н., Зах Р.Г.,Бахмачевский Б.И., Лызо Г.П. Теплотехника. -М.: Металлургия, 1973.- 479 с.

  5. Дешко В. И., Васильченко Г. Н. Методуказания к лабораторной работе «Определение изобарной теплоемкости газов». -К.: КПИ, 1988, -16с.

  6. Дешко В. И. Методуказания по организации самостоятельной работы студентов. Первый и второй законы термодинамики. -К.: КПИ, 1989. -15с.

  7. Константинов С. М., Рынковая Т. А. Методуказания по организации самостоятельной работы студентов. Частные и политропные процессы идеальных газов. -К.: КПИ, 1989. -35с.

  8. Васильченко Г. Н. Методуказания по организации самостоятельной работы студентов. Параметры и процессы водяного пара. -К.: КПИ, 1989. -49с.

  9. Рынковая Т.А., Кукшин А. П. Методуказания к лабораторной работе «Исследование кривой упругости водяного пара при малых давлениях». -К.:КПИ, 1988. -24с.

  10. Васильченко Г. Н. , Дешко В. И. , Павловский В. Г. Методуказания к лабораторной работе «Определение теплопроводности твердых тел». -К.: КПИ, 1988, -16с.

  11. Панов Е.Н. Методуказания к лабораторной работе «Теплоотдача горизонтальной трубы при свободном движении воздуха». К.: КПИ, 1988. -20с.

  12. Панов Е.Н. Методуказания по организации самостоятельной работы студентов на тему: « Теплопроводность. Конвективный теплообмен». К.: КПИ, 1989, -50с.

  13. Рывкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара: Справочник. -М.: Энергоатомиздат, 1984. -80с.

  14. Дешко В.И., Васильченко Г.М. Методичні вказівкі до лабораторної роботи «Дослідження процесу витікання повітря крізь сопло, що звужується». -К.: КПІ, 1993. -16с.

  15. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. -М.: Энергия, 1978. -703с.

  16. Константинов С. М., Дешко В. И., Васильченко Г. Н. Методуказания к курсовой работе «Тепловой расчет узлов энергетического оборудования и систем теплоснабжения». К.: КПИ, 1991, -72 с.


Додаткова література

  1. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. - М.: Наука,1979. - 512 с.

  2. Промышленная теплотехника: Справочник /Под ред. В.А.Григорьева, В.М.Зорина. - М.:Энергоатомиздат, 1991. - 588 с.

  3. Вукалович М.П., Ривкин С.Л., Александров Л.А. Таблицы термодинамических свойств водяного пара.-М., Л.: Энергия,1965. - 400с.

  4. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1981. – 416 с.

  5. Баскаков А.П., Берг Б.В., Витт О.К. и др. Теплотехника: Учеб. Для вузов, - М.: Энергоатомиздат, 1991. – 224 с.


Робоча програма складена на основі «Навчальної програми з теплотехнічних дисциплін» для студентів інженерно-технічних спеціальностей вищих закладів освіти III - IV рівнів акредитації Міносвіти України (06.11.1997 р).
Укладач

к.ф.-м.н., ст.викл. Стрелкова Г.Г.






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

    Головна сторінка