Рабочая программа чебной дисциплины «теплотехника»




Скачать 212.85 Kb.
НазваниеРабочая программа чебной дисциплины «теплотехника»
Дата27.01.2013
Размер212.85 Kb.
ТипРабочая программа




ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»





Согласовано

Утверждаю


___________________

Руководитель ООП

по направлению 130400

декан ГФ проф. О.И. Казанин


_______________________

Зав. кафедрой ГТМ

проф. В.И. Александров



РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ


«ТЕПЛОТЕХНИКА»


Направление подготовки: 130140 «Горное дело»


Специализация № 12: Транспортные системы горного производства


Квалификация (степень) выпускника: специалист, специальное звание "горный инженер"


Форма обучения: очная


Составитель: проф. В.И.Александров


Санкт-Петербург

2012


ТЕПЛОТЕХНИКА


1. Цели и задачи дисциплины

В технологических процессах различных промышленных производств используются теплотехнические установки, для правильной эксплуатации которых требуются знания общетехнической дисциплины «Теплотехника», изучающей закономерности преобразования тепловой энергии в механическую работу. Цель преподавания дисциплины:

- получение студентами знаний по теоретическим основам термодинамики и теплотехники, необходимых для грамотной инженерной оценки тепловых явлений в системах и агрегатах;

- приобретение знаний и умений термодинамического исследования процессов и циклов тепловых машин.

- приобретение знаний по эксплуатации теплотехнического оборудования при максимальной экономии топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) и материалов, интенсификации технологических процессов, использования вторичных энергоресурсов и защиты окружающей среды.

- приобретения знаний, необходимых для изучения последующих специальных дисциплин, выполнения курсовых работ, дипломного проектирования и дальнейшей профессиональной деятельности.

Задачей изучения дисциплины является формирование у студентов:

- методологического подхода к оценке термодинамических и теплообменных процессов;

- формирование навыков проведения термодинамического эксперимента;

- выработка методики решения инженерных задач, в том числе самостоятельной работы.

Программа изучения дисциплины должна обеспечить приобретение знаний, умений и навыков в соответствии с государственным образовательным стандартом.


2. Место дисциплины в структуре ООП:

Для успешного освоения дисциплины, приобретения необходимых знаний, умений и компетенций к началу изучения дисциплины «Теплотехника» студент должен обладать соответствующими знаниями, умениями и компетенциями, полученными при изучении учебных дисциплин: Философии, Иностранного языка, Математики, Физики, Химии, Информационных технологий, Экологии, Теоретической механики, Компьютерной графики, Гидравлики, Основ научных исследований, Инженерной графики, Технической механики, Технологии конструкционных материалов, Материаловедения, Метрологии, стандартизации и сертификации, Электротехники и электроники, Основ проектирования.

Учебная дисциплина «Теплотехника и ДВС» является предшествующей для ряда учебных дисциплин по направлению подготовки 130400 «Горное дело» и на основе знаний, умений и компетенций, приобретенных студентом в процессе ее освоения формируются соответствующие знания, умения и компетенции для последующих учебных дисциплин, для которых учебная дисциплина «Теплотехника» является предшествующей. К таким дисциплинам относятся: Транспортные системы обогатительных фабрик, Проектирование транспортных систем горных предприятий, Эксплуатация и безопасность транспортных систем горных предприятий, Научные основы проектирования и эксплуатации горных машин и др.


3. Требования к результатам освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

а) общекультурных:

- способностью к обобщению и анализу информации, постановке целей и выбору путей их достижения (ОК-1);

- готовностью к категориальному видению мира (ОК-2);

- умением логически последовательно, аргументировано и ясно излагать мысли, правильно строить устную и письменную речь (ОК-3);

- готовностью к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-4);

- умением вести переговоры, устанавливать контакты, устранять (урегулировать) конфликты интересов (ОК-5);

- способностью к поиску правильных технических и организационно-управленческих решений и нести за них ответственность (ОК-6);

- использованием нормативных правовых и инструктивных документов в своей деятельности (ОК-7);

- осуществлением своей деятельности в различных сферах общественной жизни на основе принятых в обществе моральных и правовых норм (ОК-8);

- стремлением к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-9);

- умением критически оценивать свои личностные качества, намечать пути и выбирать средства развития достоинств и устранения недостатков (ОК-10);

- осознанием социальной значимости своей будущей профессии, наличием высокой мотивации к выполнению профессиональной деятельности (ОК-11);

- критическим осмыслением накопленного опыта, готовностью изменять при необходимости профиль своей профессиональной деятельности (ОК-12);

- использованием основных положений и методов социальных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач (ОК-13);

- способностью анализировать мировоззренческие, социально и личностно значимые проблемы, самостоятельно формировать и отстаивать собственные мировоззренческие позиции (ОК-14);

- пониманием и способностью анализировать экономические проблемы и процессы, быть активным субъектом экономической деятельности (ОК-15);

- пониманием многообразия социальных, культурных, этнических, религиозных ценностей и различий, форм современной культуры и искусства, средств и способов культурных коммуникаций (ОК-16);

- осознанием ценности российской культуры, ее места во всемирной культуре, уважительным и бережным отношением к историческому наследию и культурным традициям (ОК-17);

- готовностью к социальному взаимодействию в различных сферах общественной жизни, к сотрудничеству и толерантности (ОК-18);

- готовностью к реализации прав и соблюдению обязанностей гражданина, к взвешенному и ответственному поведению в обществе (ОК-19);

- способностью адаптироваться к новым экономическим, социальным, политическим, культурным ситуациям, изменениям содержания социальной и профессиональной деятельности (ОК-20);

- владением одним из иностранных языков для изучения зарубежного опыта в профессиональной деятельности, а также для осуществления контактов на профессиональном (элементарном) уровне (ОК-21);

- владением средствами для самостоятельного, методически правильного использования методов физического воспитания и укрепления здоровья, добиваясь должного уровня физической подготовки с целью обеспечения полноценной социальной и профессиональной деятельности (ОК-22).

- способность обеспечивать технологичность изделий и процессов их изготовления, умение контролировать соблюдения технологической дисциплины при изготовлении изделий (ПК-1)

- умение применять современные методы для разработки малоотходных, энергосберегающих и экологически чистых машиностроительных технологий, обеспечивающих безопасность жизнедеятельности людей и их защиту от возможных последствий аварий, катастроф и стихийных бедствий, умение применять способы рационального использования сырьевых, энергетических и других видов ресурсов в машиностроении (ПК-8);

- умение применять стандартные методы расчета при проектировании деталей и узлов изделий машиностроения (ПК-21);

- способность принимать участие в работах по расчету и проектированию деталей и узлов машиностроительных конструкций в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации проектирования (ПК-22);


б) профессиональных:

- демонстрировать пользование компьютером как средством управления и обработки информационных массивов (ПК-5);

- использовать нормативные документы по безопасности и промышленной санитарии при проектировании, строительстве и эксплуатации предприятий по эксплуатационной разведке, добыче и переработке твердых полезных ископаемых и подземных объектов (ПК-13);

- способностью изучать научно-техническую информацию в области эксплуатационной разведки, добычи, переработки твердых полезных ископаемых, строительства и эксплуатации подземных объектов (ПК-21);

- готовностью выполнять экспериментальные и лабораторные исследования, интерпретировать полученные результаты, составлять и защищать отчеты (ПК-22);

- готовностью использовать технические средства опытно-промышленных испытаний оборудования и технологий при эксплуатационной разведке, добыче, переработке твердых полезных ископаемых, строительстве и эксплуатации подземных объектов (ПК-23);

- владеть навыками организации научно-исследовательских работ (ПК-24).

- способностью и готовностью создавать и эксплуатировать системы технологического транспорта горного производства с обеспечением комплекса технических и организацонных мер по безопасной эксплуатации элементов транспортных систем (ПСК-11-1);

- способностью разрабатывать техническую документацию для производства, испытания, модернизации, эксплуатации, технического и сервисного обслуживания и ремонта элементов транспортных систем горного производства (ПСК-11-2);

- готовностью выбирать способы и средства обеспечения работоспособного состояния транспортных машин и оборудования горного производства в конкретных условиях их эксплуатации (ПСК-11-3);

- готовностью выполнять эксплуатационные расчеты и выбирать рациональные типы средств автомобильного, железнодорожного, трубопроводного, конвейерного и других видов транспорта горного производства (ПСК-11-4);

- способностью оценивать эффективность функционирования транспортных систем горного производства с использованием современных методов анализа и обработки информации, методов экономико-математического моделирования (ПСК-11-5);

- способностью проектировать и реализовывать технологические процессы транспорти-рования горных пород, погрузочно-разгрузочных, сервисных и складских работ для конкретных условий (ПСК-11-6);

- готовностью эксплуатировать системы управления интегрированными транспортными системами горного производства (ПСК-11-7).


В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

- основные законы преобразования энергии, законы термодинамики и тепломассообмена, термодинамические процессы и циклы, принцип действия и устройство теплообменных аппаратов, теплосиловых установок и других теплотехнических устройств, основные способы энергосбережения;

Уметь:

- проводить термодинамические расчеты рабочих процессов в теплосиловых установках и других теплотехнических устройствах, проводить тепловые и гидравлические расчеты теплообменных аппаратов;

Владеть:

- навыками выполнения типовых термодинамических процессов, проведения энергетического расчета термодинамического циклов двигателей внутреннего и внешнего сгорания.


4. Объем дисциплины и виды учебной нагрузки

Общая трудоемкость дисциплины составляет 264 часов, 7,7 зачетных единицы

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

10

11

Всего

264

121

143

Аудиторные занятия: в том числе

117

51

66

Лекции

39

17

22

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

10

11

Лабораторные работы

78

34

44

Самостоятельная работа: в том числе

147

70

77

Расчетно-графические работы

60

30

30

Реферат

87

47

40

Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)




зачет

зачет

Общая трудоемкость, час

зач. ед.

264


121

143


5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины



п/п

Наименование раздела

дисциплины

Содержание раздела

дисциплины

1

Техническая термодинамика. Рабочие тела

Основные понятия и определения термодинамики. Термодинамическая система. Равновесное и неравновесное состояние. Уравнение состояния. Равновесные и неравновесные процессы. Обратимые и необратимые процессы. Круговые процессы (циклы). Смеси рабочих тел. Способы задания состава смеси. Вычисление параметров состояния смеси, определение кажущейся молекулярной массы и газовой постоянной смеси, определение давлений компонентов.

2

Первый закон термодинамики. Теплоемкость. Энтальпия

Внутренняя энергия. Теплота и работа как формы передачи энергии. Сущность первого закона термодинамики. Формулировка первого закона термодинамики. Аналитическое выражение первого закона термодинамики закрытых систем. P-V диаграмма. Теплоемкость. Массовая, объемная и молярная теплоемкости. Теплоемкость при постоянном объеме и давлении. Зависимость теплоемкости от температуры и давления. Средняя и истинная теплоемкости. Формулы и таблицы для определения -теплоемкости. Теплоемкость смеси рабочих тел. Энтальпия.

3

Энтропия. Анализ термодинамических процессов

Понятие энтропии. T-S диаграмма. Термодинамические процессы. Общие методы исследования процессов изменения состояния рабочих тел. Политропные процессы. Основные характеристики политропных процессов. Изображение в координатах P-V и T-S. Основные термодинамические процессы: изохорный, изобарный, изотермический и адиабатный - частные случаи политропного процесса.

4

Второй закон термодинамики

Сущность второго закона термодинамики. Основные формулировки второго закона термодинамики. Термодинамические циклы тепловых машин. Прямые и обратные циклы. Термодинамические КПД и холодильный коэффициент. Циклы Карно и анализ их свойств. Аналитическое выражение второго закона термодинамики. Изменение энтропии в необратимых процессах.

5

Термодинамические процессы реальных газов.

Термодинамические процессы в реальных газах и парах. Свойства реальных газов. Пары. Основные определения, процессы парообразования в P-V и T-S координатах. Водяной пар. Термодинамические таблицы воды и водяного пара, Р-V, T-S, H-S диаграммы водяного пара. Влажный воздух. Определение понятия "влажный воздух

6

Термодинамика потока

Применение первого закона термодинамики для потока при расчетах теплообменных аппаратов, компрессоров и турбинных двигателей. Истечение газов через сопла. Дросселирование газов и паров. Понятие об эффекте Джоуля - Томпсона. Особенности дросселирования идеального и реального газов. Понятие о температуре инверсии.



п/п

Наименование раздела

дисциплины

Содержание раздела

дисциплины

7

Термодинамический анализ процессов в компрессорах

Классификация компрессоров и принцип действия. Индикаторная диаграмма. Изотермическое, адиабатное и политропное сжатия. Отличия в работе реального компрессора от идеального. Полная работа, затраченная на привод компрессора. Многоступенчатое сжатие. Изображение в P-V и T-S диаграммах термодинамических процессов, протекающих в компрессорах.

8

Теоретические циклы двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин

Принцип действия поршневых ДВС. Методика термодинамического анализа циклов. Циклы с изохорным, изобарным подводом теплоты и со смешанным подводом теплоты. Изображение циклов в P-V и T-S диаграммах. Сравнительный анализ термодинамических циклов ДВС. Принцип действия ГТУ. Цикл ГТУ с изобарным подводом теплоты. Регенеративные циклы. Изображение циклов в P-V и T-S диаграммах. Классификация холодильных установок. Рабочие тела. Холодильный коэффициент и холодопроизводительность. Циклы паровых компрессорных холодильных установок. Понятие об абсорбционных и пароэжекторных холодильных установках. Тепловой насос.


5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми

дисциплинами





п/п


Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин

№№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Проектирование транспортных систем горных предприятий

+

+

+

+

+

+

+

+

3

Основы научных исследований транспортных систем

+

+

+

+

+

+

+

+

4

Стационарные машины и установки

+

+

+

+

+

+

+

+


5.3 Разделы дисциплины и виды занятий



п/п

Наименование раздела

дисциплины

Лекции

Лаборат.

работы

СРС*

Всего

часов

1

Техническая термодинамика. Рабочие тела

5

10

22

37

2

Первый закон термодинамики. Теплоемкость. Энтальпия

6

10

20

36

3

Энтропия. Анализ термодинамических процессов

6

8

18

32

4

Второй закон термодинамики

4

10

17

31

5

Термодинамические процессы реальных газов.

4

8

18

30

6

Термодинамика потока

4

10

16

30

7

Термодинамический анализ процессов в компрессорах

4

10

18

32

8

Теоретические циклы двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин

6

12

18

36

Итого:

39

78

147

264

Примечание: СРС* - самостоятельная работа студента


6. Лабораторный практикум

п/п

раздела дисциплины

Тематика лабораторных занятий

Трудоемкость, час




1

1 - 4

Исследование работы водокольцевого насоса в режиме вакуум-насоса

8

2

1 - 4

Исследование работы водокольцевого насоса в режиме компрессора

8

3

1 - 2

Определение изобарной теплоемкости воздуха.

8

4

5

Изохорное нагревание воды и водяного пара.

8

5

6

Исследование процесса адиабатного истечения воздуха через сужающееся сопло.

8

6

7 - 8

Исследование термодинамических циклов с помощью ЭВМ.

8

7

5-8

Определение коэффициента теплопроводности твердых тел

6

8

6-8

Теплоотдача вертикального цилиндра в режиме естественной конвекции

8

9

5-8

Теплоотдача горизонтального цилиндра в режиме естественной конвекции

8

10

5-8

Теплоотдача горизонтального цилиндра в режиме вынужденной конвекции

8


7. Практические занятия(семинары) - не предусмотрены.

8. Расчетно-графические работы

Расчетно-графическая работа № 1 – Газовые теплоемкости и смеси.

Расчетно-графическая работа № 2 – Расчет цикла двигателя внутреннего сгорания.


9. Примерная тематика рефератов

В ходе изучения дисциплины предусматривается написание реферата с целью закрепления знаний по дисциплине «Теплотехника»

Примерные темы рефератов:

  1. Термодинамические системы.

  2. Температура, теплота и количественные газовые законы.

  3. Состояние вещества и уравнение Ван дер Вальса.

  4. Первое начало термодинамики: сохранение энергии.

  5. Второе начало термодинамики.

  6. Энтропия в обратимых и необратимых процессах.

  7. Принципы экстремумов и второе начало термодинамики.

Реферат состоит из двух частей: пояснительной записки и презентационной части, выполненной в программе Power Point.


10. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а) литература основная:

1. Теплотехника: Учебник для вузов / Луканин В.Н., Шатров М.Г., Камфер Г.М., ред. В.Н.Луканин.- М.: Высшая школа, 1999. – 671 с.

2. Мухачев Г.Н., Щукин В.К. Термодинамика и теплопередача. - М. : Высшая школа, 1991.- 480 с.

б) литература дополнительная:

1. Болгарский А.В., Мухачев Г.А., Щукин В.Н. Термодинамика и теплопередача.- М., Высшая школа, 1975. – 495 с.

2. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М: Высшая школа, 1980.

3. Пригожин И., Кондепуди Д. Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур / М.: Мир, 2002. – 461 с.


в) программное обеспечение:

- операционная система Windows,

- текстовый редактор MS Word,

- графические редакторы: MS Paint, Adobe Photoshop,

- средство подготовки презентаций: PowerPoint,

- редства компьютерных телекоммуникаций: Internet Explorer, Microsoft, Outlook.

Microsoft Windows XP, Microsoft Office, MathCad 8. Универсальная система автоматизированного проектирования КОМПАС-График.


11. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Занятия по дисциплине проводятся в специально оборудованных аудиториях и с применением персональных компьютеров.

Компьютерный класс – ауд. 7309, общая площадь 57 м2. В компьютерном классе установлены 11 компьютеров Pentium, лазерный принтер и сканер. В классе проводятся занятия в соответствии с расписанием. В классе одновременно могут находиться 20 человек, из них 11 человек непосредственно за компьютерным рабочим местом.


12. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины

В соответствии с требованиями стандарта ВПО для реализации компетентного подхода при изучении «Теплотехника» используются следующие образовательные технологии, предусматривающие широкое использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий: информационные технологии, метод проблемного изложения материала и проблемно-поисковая деятельность.

Применение указанных образовательных технологий позволяет обеспечить удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, не менее 30% аудиторных занятий. Лекция – традиционная форма организации учебной работы, несущая большую содержательную, информационную нагрузку. На лекционном занятии преподаватель обозначает основные вопросы темы и далее подробно их излагает, давая теоретическое обоснование определенных положений, а также используя иллюстративный материал. Преподаватель может дать иллюстративный материал (схемы, графики, рисунки и др.) на доске, предложив слушателям занести все это в конспект. Преподаватель должен использовать мультимедийную технику для демонстрации основных определений, понятий, расчетных схем, внешнего вида и внутреннего устройства СДКМ, примеров планировки РЭБ и участков и т.д. Преподаватель должен общаться с аудиторией вовлекая слушателей в диалог, соблюдая, однако, определенную меру и не превращая лекцию в семинар. На лекциях особое внимание следует уделять на основные понятия и основные расчетные зависимости и методики. Дополнить материал лекций студент должен самостоятельно, пользуясь приведенными выше материалами учебно-методического и информационного обеспечение дисциплины.

Самостоятельная работа студентов. Все разделы дисциплины с разной степенью углубленности изучения должны рассматриваться на лекционных занятиях. Но для формирования соответствующих компетенций, необходима систематическая самостоятельная работа студента. Самостоятельная работа нужна как для проработки лекционного (теоретического) материала, так и для, выполнения курсовых проектов, а также и при подготовке к контрольным мероприятиям.


Разработал:

Профессор каф. ГТМ Александров В.И.

Похожие:

Рабочая программа чебной дисциплины «теплотехника» iconРабочая программа дисциплины «Техническая термодинамитка»
Рабочая программа дисциплины (рпд) составлена в соответствии с требованиями фгос впо по направлению подготовки 140100 «Теплоэнергетика...
Рабочая программа чебной дисциплины «теплотехника» iconРабочая программа по курсу «Теоретические основы теплотехники» для специальности 140106
Рабочая программа составлена на основании "Примерной программы дисциплины «Теплотехника»", утвержденной Министерством образования...
Рабочая программа чебной дисциплины «теплотехника» iconПрограмма собеседования по направлению «Теплоэнергетика и теплотехника»
Настоящая программа составлена на основе дисциплин направления «Теплоэнергетика и теплотехника»
Рабочая программа чебной дисциплины «теплотехника» iconРабочая программа ф тпу 01 02 у чебной дисциплины
Нефтегазовое дело" специальностей 130501"Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ', 130503...
Рабочая программа чебной дисциплины «теплотехника» icon«Гидравлика и теплотехника»
Рабочая программа составлена в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования...
Рабочая программа чебной дисциплины «теплотехника» iconОбщие методические указания по выполнению письменных контрольных работ Общие методические указания по изучению курса дисциплины «Теплотехника»
Составитель: О. Ю. Баранова. Теплотехника: Задания и методические указания по выполнению контрольных работ для слушателей факультета...
Рабочая программа чебной дисциплины «теплотехника» iconУчебно-методическое обеспечение дисциплины 8 Рекомендуемая литература 8 > Лист внесения изменений 9 введение нормативные ссылки Типовая программа не предусмотрена рабочая программа дисциплины специализации «Основы рекламы и связи с общественностью»
Рабочая модульная программа дисциплины для студентов, обучающихся по специальности
Рабочая программа чебной дисциплины «теплотехника» iconРабочая программа дисциплины Для студентов всех специальностей Форма обучения очная, заочная Тюмень 2012 ббк 71 К90 культурология [Текст]: рабочая программа дисциплины.
Культурология [Текст]: рабочая программа дисциплины. Тюмень: гаоу впо то «Тюменская государственная академия мировой экономики, управления...
Рабочая программа чебной дисциплины «теплотехника» iconРабочая программа Дисциплины История отечественных сми дисциплины опд. Р. Оо. Дисциплины и курсы по выбору студента, устанавливаемые вузом для специальности 030602. 65 «Связи с общественностью»
Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и...
Рабочая программа чебной дисциплины «теплотехника» iconРабочая программа Дисциплины опд. Ф. 02. 05 «Гидравлика»
А рабочая программа дисциплины «Основы гидравлики и гидропривода» / сост. Л. С. Диньмухаметова – Орск: огти 2002, – 18 с
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница