Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Липецкий государственный технический университет»

Металлургический институт

УТВЕРЖДАЮ

Директор

Чупров В.Б.

«» _ 2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Профиль подготовки: «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей»

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная г. Липецк – 2011 г.

1. Цели освоения дисциплины Целями освоения дисциплины «Теория и практика теплогенерации» являются:

изучение технологий теплогенерации за счёт электрической энергии, за счёт выгорания примесей метана и шихты в слоевых печах, а также в результате сгорания топлив в различного вида топливных устройствах;

выработка знаний, умений, навыков и компетенций, необходимых для анализа экологических аспектов различных видов теплогенерации.

2. Место дисциплины (модуля) в структуре ООП ВПО Изучение дисциплины «Теория и практика теплогенерации» призвано помочь студентам овладеть теорией и навыками решения основных задач, связанных с технологиями генерации тепловой энергии, особенностями и областями применения различных видов теплогенерации, а также методами эффективного и экологически безопасного использования источников тепловой энергии.

Учебная дисциплина входит в раздел «Б.3 Профессиональный цикл. Вариативная часть»

ФГОС-3 ВПО по направлению подготовки 150400.62 Металлургия (квалификация (степень) «бакалавр»), профиль подготовки «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей».

Для изучения дисциплины необходимы компетенции, сформированные при изучении дисциплин «Математика», «Физика», «Химия».

Освоение дисциплины «Теория и практика теплогенерации» необходимо как предшествующее для изучения дисциплин «Теплофизика», «Металлургическая теплотехника», «Тепло- и массообмен».

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины В результате освоения дисциплины обучающийся должен обладать следующими общепрофессиональными компетенциями:

уметь использовать фундаментальные общеинженерные знания (ПК-1);

уметь сочетать теорию и практику для решения инженерных задач (ПК-4);

уметь применять в практической деятельности принципы рационального использования природных ресурсов и защиты окружающей среды (ПК-5);

уметь использовать основные понятия, законы и модели термодинамики, химической кинетики, переноса тепла и массы (ПК-21);

уметь обосновывать выбор оборудования для осуществления технологических процессов (ПКВ результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

технологии теплогенерации за счёт электрической энергии, выбор и расчёт электронагревателей;

технологии теплогенерации за счёт химической энергии жидкого чугуна и сульфидных материалов, тепловой эквивалент примесей и их расчёт;

принципы теплогенерации при сжигании различных видов топлива ;

устройства для сжигания топлива, их выбор и расчёт;

экологические аспекты различных видов теплогенерации.

Уметь:

выбирать и сравнивать теплотехнические параметры различных видов топлив;

рассчитывать кинетические характеристики процессов сжигания топлив;

выбирать способы теплогенерации за счёт электрической энергии;

рассчитывать материальный и тепловой балансы горения топлив;

выбирать типы топливосжигающих устройств, расчитывать их конструктивные и режимные параметры;

рассчитывать конструктивные параметры элементов электронагрева.

Владеть:

методами расчёта горения твёрдых и жидких топлив;

методами расчёта горения газообразных топлив при их полном и неполном сгорании;

методами расчёта топливосжигающих устройств;

методами и средствами компьютерной обработки информации.

4. Структура и содержание дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.

Распределение часов по учебному плану расчёты горения топлива Физико-химические основы вследствие выгорания примесей металла и шихты устройств для получения п/п Топливо и его характеристики, Расчёт состава и теплоты сгорания топлив (2).

балансовые расчёты горения Материальный баланс процесса горения твёрдых, жидких и Методические основы кинетики Расчёт скорости реакций горения и параметров факела Физические основы Теплогенерация по закону Джоуля-Ленце и за счёт дугового теплогенерации за счёт электрического разряда в газах. Физические основы электрической энергии и индукционного нагрева и при использовании излучения ОКГ.

вследствие выгорания примесей Теплогенерация при продувке конвертера и за счёт Конструктивные особенности и Выбор и расчёт горелок «труба в трубе», параметры теплотехнические основы инжекционных горелок (2).

устройств для получения тепла Выбор и расчёт форсунок (1).

1 Топливо и его характеристики, Формирование алгоритма расчёта полного сгорания балансовые расчёты горения газообразного топлива в атмосфере обогащённого 2 Физико-химические основы Формирование алгоритма расчёта неполного сгорания кинетики сжигания топлива газообразного топлива (4).

3 Физико-химические основы Определение величины теплогенерации при продувке теплогенерации за счёт конвертера кислородом за счёт выгорания углерода (3).

электрической энергии и вследствие выгорания примесей 4 Конструктивные особенности и Расчёт горелок типа «труба в трубе» (2).

теплотехнические основы Расчёт инжекционных горелок (2).

устройств для получения тепла 5. Образовательные технологии В соответствии с требованиями ФГОС ВПО при изучении дисциплины «Теория и практика теплогенерации» предусматривается использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий. При проведении практических занятий и в самостоятельной работе студентов используются семинары в диалоговом режиме, компьютерные модели.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы 1) Текущий контроль.

При изучении дисциплины по каждому из разделов согласно таблице «структура дисциплины» проводятся семинары в диалоговом режиме с использованием расчётных компьютерных моделей.

Темы семинаров.

Семинар № 1. Расчёт горения топлива с определением действительного количества воздуха горения, состава и плотности продуктов сгорания, калориметрической температуры горения.

Семинар № 2. Расчёт скорости реакций горения газообразного и твёрдого пылевидного топлива с определением основных параметров факела.

Семинар № 3. Критерии оценки эффективности теплогенерации при использовании электрического и топливо-энергетического источников тепла.

Семинар № 4. Расчёты горелочных устройств различных типов, работающих на газообразном топливе, а также футеровок, использующих жидкое топливо различного состава.

2) Промежуточная аттестация (контроль) Промежуточная аттестация (контроль) представляет собой зачёт, проходящий в виде собеседования по темам семинаров.

3) Самостоятельная работа студентов в объёме 24 часов включает подготовку к практическим и семинарским занятиям (20 часов), подготовку к зачёту (4 часа), а также работу с основной и дополнительной литературной.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) Основная литература:

1. Теплотехника металлургического производства.Т.1. Теоретические основы: Учеб. Пособие для вузов/ В.А. Кривандин, В.В. Белоусов, Г.С. Сборщиков и др. - М.: «МИСИС», 2002 - 608 с.

2. Теплотехника металлургического производства.Т.2. Конструкция и работа печей: Учеб.

Пособие для вузов/ В.А. Кривандин, В.В. Белоусов, Г.С. Сборщиков и др. - М.: «МИСИС», 2001. с.

3. В.А. Арутюнов, В.И. Миткалинный, С.Б. Старк Металлургическая теплотехника/ Под ред. М.А. Глинкова./ Т.1 Учебник для вузов — М.: Металлургия, 1974. - 674 с.

4. В.Л. Гусовский, А.Е. Лифшиц, В.М. Тымчак Сожигательные устройства нагревательных и термических печей. - М.: Металлургия, 1981.-272 с.

5. А.Л. Бергхауз, В.Л. Гусовский, Н.И. Иванова и др. Справочник конструктора печей прокатного производства. Под ред. В.М. Тымчака/ Т.1. - М.: Металлургия, 1969.-576 с.

6. Основы практической теории горения: Учебное пособие/ В.В. Померанцев и др. - Л.:

Энергоатомиздат, 1986.-312 с.

7. И.Д. Семикин и др. - Топливо и топливное хозяйство металлургических заводов. - М.:

Металлургия, 1965.-390 с.

б) Дополнительная литература:

1. В.А. Кривандин, Б.Л. Марков. Металлургические печи.// М.: Металлургия, 1985.

2. С.Л. Соломенцев. Расчёты горения топлива и нагрева металла в пламенных нагревательных печах. - Воронеж: Изд-во ВПИ, 1984.

в) Программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

1.Программа «KAUPER – тепловой расчет регенератора (доменного воздухонагревателя)»

(Разработка кафедры теплофизики ЛГТУ).

2. Программа «Расчет горения твёрдого и жидкого топлив» (Разработка кафедры теплофизики ЛГТУ).

3. Программа «Расчет полного сгорания газообразного топлива» (Разработка кафедры теплофизики ЛГТУ).

4. Программа «Расчет горения газообразного топлива с недожёгом» (Разработка кафедры теплофизики ЛГТУ).

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины Для успешного проведения занятий по дисциплине «Теория и практика теплогенерации»

вуз располагает необходимой материально-технической базой, обеспечивающей проведение всех видов занятий, предусмотренных данной программой, и соответствующей действующим санитарным и противопожарным правилам и нормам:

специализированными аудиториями для проведения лекционных и практических занятий;

специализированным компьютерным классом для проведения занятий по тестированию;

необходимым программным обеспечением и выходом в Интернет;

научно-технической и методической литературой.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению 150400.62 Металлургия (квалификация (степень) бакалавр), профиль подготовки «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей».

Программа одобрена на заседании кафедры теплофизики