Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Утверждаю

Проректор по УМР ОмГТУ

_Л.О. Штриплинг

«»201 год

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине «Электротехнологические установки» (С.3.02.03) для направления подготовки специалистов 140107.65 «Тепло- и электрообеспечение специальных технических систем и объектов»

Омск, 2013 г.

Разработана в соответствии с ООП по направлению подготовки специалитета 140107.65 «Тепло- и электрообеспечение специальных технических систем и объектов».

Программу составил: к.т.н., доц. каф. ЭсПП / Б.Н. Коврижин/ Обсуждена на заседании кафедры от «_» _ 201 г. №_ Зав. кафедрой _/В.Н. Горюнов/ «_»201г.

Согласовано:

Руководитель ООП _/В.Н. Горюнов/ «_»201г.

Ответственный за методическое обеспечение ООП _ /Д.Г. Сафонов/ «_»201г.

1. Цели и задачи дисциплины Предметом изучения дисциплины «Электротехнологические установки» являются основные виды электротехнологических процессов и установок, области их применения, требования к системам электроснабжения.

Целью изучения дисциплины является формирование у студентов представлений о промышленных способах преобразования электрической энергии в другие виды для обработки и переработки сырья и материалов, в том числе энергосберегающих технологиях для дальнейшего освоения дисциплин «Системы электроснабжения городов и промышленных предприятий», «Эксплуатация систем электроснабжения» и «Энергосбережение».

В результате освоения дисциплины «Электротехнологические установки» должны быть сформированы следующие компетенции:

в проектно-конструкторской деятельности:

- способностью применять методы анализа вариантов, разработки и поиска компромиссных решений (ПК-16);

- способностью применять основы инженерного проектирования технических объектов (ПК-17);

- способностью выбирать серийное энергетическое оборудование (ПК-18).

Основные задачи дисциплины:

1. Обеспечить необходимые знания назначения, устройства, принципа действия, режимов работы и экономичности основных электротехнологических установок;

2. Привить навыки электрического расчета наиболее распространенных электротехнологических установок.

Место дисциплины в структуре ООП 2.

Дисциплина «Электротехнологические установки» входит в вариативную часть «Профессионального цикла» подготовки бакалавров и является основой для дисциплин ПЦ.

Основой для изучения дисциплины «Электротехнологические установки», являются дисциплины «Физика», «Химия», «Теоретические основы электротехники».

Дисциплины, изучаемые одновременно: «Электрические машины», «Электроэнергетические системы и сети», «Электромагнитные переходные процессы в электроэнергетических системах».

Последующие дисциплины: «Системы электроснабжения городов и промышленных предприятий», «Эксплуатация систем электроснабжения» и «Основы энергоаудита и энергосбережение».

3. Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение данной дисциплины 3.1. В результате освоения дисциплины студент должен демонстрировать освоение указанными компетенциями по дескрипторам «знания, умения, владения», соответствующие тематическим модулям дисциплины, и применимые в их последующем обучении и профессиональной деятельности:

Студент, завершивший изучение данной дисциплины должен:

- Знать:

З.1. способы преобразования электрической энергии в другие виды энергии, З.2. основные законы распределения и движения энергии, З.3. виды электротехнологических процессов и установок и области их применения;

З.4. режимы работы электротехнологических установок и мероприятия энергосбережения;

- Уметь:

У1. выполнить электрический расчет электрической печи сопротивления;

У.2. выполнить электрический расчет индуктора индукционной нагревательной установки;

У.3. выполнить электрический расчет режимов дуговой сталеплавильной печи;

- Владеть:

В.1. навыками составления энергетического баланса электротехнологической установки;

В.2. навыками чтения схем электротехнологических установок;

3.3. Проектируемые результаты и признаки формирования компетенций.

установки» и индикаторы формирования технологии формирования компетенции 4. Объем дисциплины и виды учебной работы в часах и зачетных единицах Очная форма обучения Лабораторные работы работа:

Курсовой проект (работа) работы Рефераты Домашнее задание Подготовка к экз.

(зачет, экзамен, дифф. зачет) 5. Содержание разделов данной дисциплины по модулям и видам учебных занятий:

5.1.Содержание дисциплины по модулям 1.Классификация приемников электроэнергии.

2.Электротермические процессы и установки.

3. Установки дугового нагрева.

4. Установки электрохимической и электрофизической обработки 5. Электромеханические процессы и установки.

6. Электрокинетические методы обработки материалов.

Модуль 1. Классификация приемников электроэнергии Классификация приемников и потребителей электрической энергии. Задачи курса и Л его связь с другими курсами. Электротехнологические установки и электропривод как приемники электрической энергии. Классификация электротехнологических процессов и установок.

Модуль 2. Электротермические процессы и установки.

Физико-технические основы электротермии. Электротермические установки (обла- Л сти применения, классификация). Теплопередача в электротермических установках.

Материалы, применяемые в электропечестроении..

Установки нагрева сопротивлением. Физическая сущность электрического сопро- Л,С тивления. Нагревательные элементы. Установки электроотопления и электрообогрева.Электрические печи сопротивления. Электрооборудование и регулирование температуры в электрических печах сопротивления. Нагрев сопротивлением жидких сред. Электрошлаковые установки. Установки прямого контактного нагрева. Физические основы и классификация контактной сварки. Стыковая, точечная, шовная сварка. Электрооборудование установок контактной сварки..

Установки индукционного и диэлектрического нагрева. Физико-технические основы Л, С индукционного нагрева. Индукционные плавильные установки. Индукционные нагревательные установки.Физические основы диэлектрического нагрева. Установки диэлектрического нагрева. Источники питания установок индукционного и диэлектрического нагрева.

Основы теории и свойства дугового разряда. Ионизация газов. Понятие плазмы. Л,С Структура электродугового разряда. Особенности дуги переменного тока. Устойчивость и регулирование параметров электрической дуги. Дуговые и руднотермические печи. Дуговая сталеплавильная печь (электрооборудование, рабочие режимы и характеристики). Магнитное перемешивание металла. Дуговые сталеплавильные печи в системе электроснабжения. Энергетический баланс ДСП.Руднотермические печи. Вакуумные дуговые печи (области применения, устройство, особенности дугового разряда, электрооборудование)..

Плазменные технологические процессы и установки. Установки для получения низ- Л,С котемпературной плазмы и области их применения. Энергетические характеристики плазмотронов и источники питания. Плазменные плавильные установки. Установки плазменной резки и сварки металлов. Установки плазменного нанесения покрытий..

Установки дуговой электрической сварки. Физико-технические основы дуговой Л,С сварки. Источники питания дуговой сварки. Ручная дуговая сварка. Установки механизированной и автоматической сварки.Установки высокоинтенсивного нагрева.

Установки электронно-лучевого нагрева. Установки светолучевой обработки (лазерной).

Модуль 4. Установки электрохимической и электрофизической обработки Электролизные установки. Основы электрохимической обработки. Электролиз рас- Л,С творов и расплавов. Электрооборудование электролизных производств. Применение электрохимической обработки материалов в промышленности. Источники питания установок электрохимической обработки. Электроэрозионная обработка металлов.

Физические основы процесса. Параметры импульсов разряда. Источники питания электроэрозионных установок. Разновидности электроэрозионной обработки (электроискровая, электроимпульсная и электроконтактная обработка. Электрохимикомеханическая обработка (анодно-механическая, анодно-абразивная, анодногидравлическая). Оборудование для электрохимико-механической обработки.

Модуль 5. Электромеханические процессы и установки Магнитоимпульсная обработка. Электрогидравлическая обработка. Физические ос- Л,С новы работы ультразвуковых установок. Ультразвуковые генераторы и преобразователи. Применение ультразвука в промышленности.

Модуль 6. Электрокинетические методы обработки материалов Основы электронно-ионной технологии. Электростатические промышленные уста- Л,С новки. Применение аэрозольной технологии (очистка дымовых газов, обессоливание воды, электроокраска) 5.2. Содержание практических занятий Цель практических занятий - привитие студентам навыков в решении задач, в пользовании справочной литературой, а также подготовке их к самостоятельной работе при выполнении расчетно-графических работ.

Модуль 1. Классификация приемников электроэнергии Модуль 2. Электротермические процессы и установки.

Модуль 3. Установки дугового нагрева Практическое занятие 6. Расчет электрических характеристик ДСП + Практическое занятие 7. Расчет рабочих характеристик и выбор режима работы ДСП. + Модуль 4. Установки электрохимической и электрофизической обработки Практическое занятие 9. Влияние ЭТУ на качество электроэнергии. + ИТОГО 6. Образовательные технологии.

6.1. Для достижения планируемых результатов освоения дисциплины «Физика» используются следующие образовательные технологии:

6.1.1. Информационно-развивающие технологии.

6.1.2. Развивающие проблемно-ориентированные технологии.

6.1.3. Личностно ориентированные технологии обучения 6.1.4. Метод проектов 6.1.5. Мотивационные педагогические технологии 6.1.Методы активизации учебного процесса Контекстное обучение Обучение на основе опыта чение Междисциплинарное обучение Опережающая самостоятельная работа 6.2. Интерактивные формы обучения (в соответствии с положением П ОмГТУ 75.03-2012.

«Об использовании в образовательном процессе активных и интерактивных форм проведения учебных занятий») № Семестр, Применяемые технологии интерактивного обуче- Количество часов Модуль 2 СРС. Опережающая самостоятельная работа Модуль 3. СРС. Выполнение РГР. Метод проектов.

7. Самостоятельная работа студентов (указываются все виды работ в соответствии с учебным планом) Самостоятельная работа направлена на закрепление и углубление полученных теоретических и практических знаний, развитие навыков практической работы.

7.1. Объем СРС и распределение по видам учебных работ в часах 1. Работа с лекционным материалом, самостоятельное изучение отдельных тем дисциплины; поиск и обзор литературы и электронных источников; чтение и изучение учебника и учебных пособий.

7.2. Расчетно-графические работы:

1.Электрический расчет электрической печи сопротивления (модуль 2) 2.Расчет индуктора для сквозного нагрева цилиндрических заготовок (модуль 2) 3.Электрический расчет режимов работы дуговой сталеплавильной печи (модуль 3) 8. Оценка качества освоения программы дисциплины 8.1. Фонды оценочных средств (в соответствии с П ОмГТУ … - 2012) Фонд оценочных средств позволяет оценить знания, умения и уровень приобретенных компетенций.

Фонд оценочных средств по дисциплине «Электротехнологические установки» включает:

- вопросы к зачету;

- варианты заданий для РГР;

- тестовый комплекс;

Оценка качества освоения программы дисциплины «Электротехнологические установки»

включает текущий контроль успеваемости, промежуточную аттестацию (по модулям), итоговую аттестацию.

Студентам предоставлена возможность оценивания содержания, организации и качества учебного процесса.

8.2. Контрольные вопросы по дисциплине Модуль 1.

1.Классификация электротехнологических установок по способу преобразования энергии.

2.Способы передачи тепла применительно к электротехнологическим процессам.

3.Материалы, применяемые для конструкционных элементов электрических печей.

Модуль 2.

4.Конструкции электрических печей сопротивления (ЭПС).

6.Электрооборудование ЭПС. Системы измерения и регулирования температуры в ЭПС.

7.Установки нагрева сопротивлением жидких сред. Электрошлаковые установки.

8.Установки прямого контактного нагрева 9.Контактная сварка. Принцип действия, классификация установок для контактной сварки.

10.Физические основы индукционного нагрева.

11.Индукционные плавильные установки (канальная и тигельная печи). Конструкция и принцип действия. Основное электрооборудование и схемы подключения.

12.Индукционные нагревательные установки. Индукционный поверхностный и сквозной нагрев деталей. Отличия одного от другого.

13.Основное электрооборудование индукционных установок повышенной и высокой частоты.

14.Диэлектрический нагрев. Физические основы, устройство установок, схемы подключения.

Модуль 3.

15.Дуга постоянного тока. Статическая и динамическая ВАХ дуги. Условия устойчивости дуги.

16.Дуга переменного тока. Временные характеристики напряжения и тока дуги. Стабилизация дуги переменного тока.

17.Дуговая сталеплавильная печь (ДСП). Устройство и принцип действия ДСП.

18.Основное электрооборудование, электрические и рабочие характеристики ДСП.Автоматическое регулирование мощности ДСП.

19.Рудотермические печи. Назначение, принцип действия, устройство.

20.Вакуумные дуговые печи. Назначение, принцип действия, устройство.

21.Плазменные технологические процессы и установки. Получение плазмы, установки промышленного применения плазмы.

22.Дуговая электрическая сварка. Требования к характеристикам источников питания сварочных установок.Сварочные установки постоянного и переменного тока.

23.Установки интенсивного нагрева (электронно-лучевые и лазерные).

Модуль 4.

24.Физические основы электрохимической обработки. Электролиз растворов и расплавов.Выход металла по току и электрической энергии.

25.Применение электролиза в электрометаллургии. Электролиз меди и алюминия.

26 Электрооборудование электролизных производств.

27.Применение электрохимической обработки материалов в промышленности. Источники питания установок электрохимической обработки.

28.Электроэрозионная обработка (электроискровая, электроимпульсная, электроконтактная) 29.Источники питания установок электроэрозионной обработки.

30.Электрохимико-механическая обработка (анодно-механическая, анодно-абразивная, анодногидравлическая).

Модуль 5.

31.Физические основы работы ультразвуковых установок. Ультразвуковые генераторы и преобразователи. Применение ультразвука в промышленности.

32.Электрогидравлическая обработка.

33.Магнитоимпульсная обработка.

Модуль 6.

34. Основы электронно-ионной технологии. Аэрозольные технологии. Очистка дымовых газов, обессоливание воды, электроокраска.

9. Ресурсное обеспечение дисциплины.

9.1 Материально-техническое обеспечение дисциплины Демонстрация учебных кино- и видеофильмов.

Показ слайдов (особенно при демонстрации возможностей многовариантности конструкторских решений).

Использование учебных плакатов, презентаций.

Демонстрация макетов и деталей, изготовленных в металле 9.1.2. Технические средства обучения и контроля При изучении теоретического курса - работа студентов с обучающее-контролирующими программами, содержащими учебный материал по отдельным вопросам курса. Наиболее рационально здесь использование ПЭВМ.

При выполнении расчетно-графических работ:

- расчеты режимов работы дуговой сталеплавильной печи для определения диапазона рациональных режимов работы, - построение электрических и рабочих характеристик дуговой сталеплавильной печи, - оформление пояснительных записок для расчетно-графических работ.

9.2. Учебно-методическое и информационное обеспечение 9.2.1. Основная литература 1.. Кудрин, Б. И. Электрооборудование промышленности : учеб. для вузов по специальности "Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений" направления подгот. "Электротехника, электромеханика и электротехнологии"/ Б. И. Кудрин. -М.: Академия, 2008.-423, [1] c. (гриф) 2. Технологические процессы производств промышленных предприятий [Текст] : учеб. пособие для вузов по специальности 140211 "Электроснабжение" направления подгот. 140200 "Электроэнергетика" / В. Н. Горюнов [и др.] ; ОмГТУ. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2011. - 158 с.

9.2.2. Дополнительная литература 1. Ковалев, Ю. З. Электрооборудование промышленности : учеб. пособие / Ю. З. Ковалев, Е. М. Кузнецов ;

ОмГТУ. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2006. - 158 с.

2. Оборудование и электротехнические устройства систем электроснабжения: справочник / Под общ. ред. В.Л. Вязигина, В.Н. Горюнова, В.К. Грунина (гл. ред.) и др. Омск: ИЦ «Омский научный вестник», 2006. – 232 с. 14 экз. + ЭБС.

9.2.3. Периодические издания 1. Электричество: 1989- 2. Промышленная энергетика: 2001-2013.

3. Электротехнология : ЭРЖ, 1997-2013.

4. Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины, и технологии. 2006-2013.

9.2.4. Информационные ресурсы 1. ЭБС «АРБУЗ».

2. Научная электронная библиотека elibrary.ru.

3. Интегрум.

4. Elsevier Engineering.

С перечнем методических указаний для практических занятий, лабораторного практикума и выполнения СРС можно ознакомиться на сайте кафедры: www.omgtu.ru (Общая информация – Кафедры))