ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОИНЖЕНЕРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМ. В.П. ГОРЯЧКИНА»

Факультет «Заочного образования»

Кафедра «Теплотехники, гидравлики и энергообеспечения предприятий»

УТВЕРЖДАЮ

Декан факультета _ « » декабря 2013 года

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Дисциплины «ТЕПЛОТЕХНИКА»

Направление подготовки: 23.03.03 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов Профиль подготовки: Автомобили и автомобильное хозяйство Москва Программа рассмотрена на заседании методической комиссии факультета и рекомендована к использованию в учебном процессе Протокол заседания от « » 20 г. №.

Председатель методической комиссии.

Ф.И.О.

Программа рассмотрена на заседании кафедры и рекомендована к использованию в учебном процессе в 2013 - 2014 уч.г.

Протокол заседания от « » 20 г. №.

Заведующий кафедрой Кожевникова Н. Г.

Программа рассмотрена на заседании кафедры и рекомендована к использованию в учебном процессе в 20 -20 уч.г.

Протокол заседания от « » г. № 20.

Заведующий кафедрой.

Ф.И.О.

Программа рассмотрена на заседании кафедры и рекомендована к использованию в учебном процессе в 20 -20 уч.г.

Протокол заседания от « » г. № 20.

Заведующий кафедрой.

Ф.И.О.

Программа рассмотрена на заседании кафедры и рекомендована к использованию в учебном процессе в 20 -20 уч.г.

Протокол заседания от « » г. № 20.

Заведующий кафедрой.

Ф.И.О.

Программа прорецензирована на кафедре.

Должность, звание рецензента Ф.И.О.

Программа разработана доцентом Бабичевой Е. Л.

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью преподавания дисциплины «Теплотехника» является подготовка студентов к выполнению следующих видов профессиональной деятельности и решению профессиональных задач:

Производственно-технологическая деятельность:

определение в составе коллектива исполнителей производственной программы по техническому обслуживанию, сервису, ремонту и другим услугам при эксплуатации транспорта или изготовлении оборудования;

участие в составе коллектива исполнителей в разработке и совершенствовании технологических процессов и документации;

эффективное использование материалов, теплотехнического оборудования;

разработка и реализация предложений по ресурсосбережению; эффективное использование материалов, оборудования.

Экспериментально-исследовательская деятельность:

участие в составе коллектива исполнителей в прикладных исследованиях в области профессиональной деятельности.

Организационно-управленческая деятельность:

участие в составе коллектива исполнителей в выборе и, при необходимости, разработке рациональных нормативов эксплуатации, технического обслуживания, ремонта и хранения теплотехнического оборудования.

Сервисно-эксплуатационная деятельность:

обеспечение эксплуатации теплотехнического оборудования, используемого в отраслях народного хозяйства, в соответствии с требованиями нормативно-технических документов;

выбор оборудования и агрегатов для замены в процессе эксплуатации теплотехнического оборудования, его элементов и систем.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

Дисциплина «Теплотехника» включена в обязательный перечень ФГОС ВПО, в цикл профессиональных дисциплин базовой (общепрофессиональной) части. Согласно учебному плану изучается в пятом семестре.

Предшествующими курсами, на которых непосредственно базируется дисциплина «Теплотехника», являются:

Математика: основные понятия и методы математического анализа, линейной алгебры и аналитической геометрии, теории вероятности и теории математической статистики, статистических методов обработки экспериментальных данных.

Физика: физические основы механики, молекулярная физика, электричество и магнетизм; оптика; атомная и ядерная физика.

Химия: стехиометрические уравнения, химические реакции горения, состав топлив, газовых смесей, конструкционных материалов, полимеров, резины; процессы коррозии и методы борьбы с ними.

Материаловедение и технология конструкционных материалов: строение и свойства материалов; способы получения материалов и изделий из них; сущность явлений, происходящих в материалах в условиях эксплуатации изделий.

Информатика: основы и методы решения математических моделей, составление и применение электронных баз данных.

Начертательная геометрия и инженерная графика: методы выполнения эскизов и технических чертежей технологических схем, деталей, сборочных единиц, общих видов, компоновок оборудования.

Сопротивление материалов: понятия напряжённого состояния, напряжений и деформаций, предела прочности, допустимых напряжений.

Сопутствующим курсом, на котором также базируется дисциплина «Теплотехника», является Гидравлика и гидропривод (свойства газов и жидкостей; гидростатика; гидродинамика; режимы течения; устройства для перемещения газов и жидкостей).

Дисциплина «Теплотехника» является основой для изучения дисциплин: «Техническое обслуживание ДВС», «Системы двигателей», «Теория рабочих процессов и моделирование в ДВС», «Детали машин и основы конструирования», «Электротехника и электроника».

ГЛОССАРИЙ

При разработке рабочей программы применяются следующие сокращения и понятия:

ФГОС ВПО — федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования.

ТЗ — тестовое задание.

БТЗ — банк тестовых заданий.

ДОТ — дистанционные образовательные технологии.

ИТЗ — индивидуальное творческое задание.

КОЗ — компетентностно-ориентированная задача, т.е. отраженная в сознании студента и объективированная в знаковой (графической и т.д.) модели проблемная ситуация, соответствующая определенному виду профессиональной деятельности, компетенции выпускника, содержащая условие, требование, конструкт, необходимые и достаточные для ее разрешения.

КОЗд — компетентностно-ориентированное задание ЛЗ – лабораторные занятия.

ООП – основная образовательная программа.

ПЗ – практические занятия.

ПК – профессиональные компетенции.

ОК – общекультурные компетенции.

Вид профессиональной деятельности – методы, способы, приемы, характер воздействия на объект профессиональной деятельности с целью его изменения, преобразования.

Модуль – совокупность частей учебной дисциплины (курса) или учебных дисциплин (курсов), имеющая определенную логическую завершенность по отношению к установленным целям и результатам воспитания, обучения.

Направление подготовки – совокупность образовательных программ различного уровня в одной профессиональной области.

Объект профессиональной деятельности – системы, предметы, явления, процессы, на которые направлено воздействие.

Область профессиональной деятельности – совокупность объектов профессиональной деятельности в их научном, социальном, экономическом, производственном проявлении.

Компетенция – интегративная характеристика личности выпускника, способного применять знания, умения и личностные качества в стандартных и изменяющихся ситуациях профессиональной деятельности.

Результаты обучения – усвоенные знания, умения, навыки и освоенные компетенции.

Учебно-методический комплекс дисциплины — совокупность взаимосвязанных учебно-методических материалов на различных носителях информации по учебной дисциплине конкретного учебного плана специальности (направления), необходимых для организации и осуществления учебного процесса.

Учебник — учебное издание, содержащее систематическое изложение учебной дисциплины, ее раздела, части, соответствующее учебной программе, и официально утвержденное в качестве данного вида издания. Учебник — это основная учебная книга по конкретной дисциплине. В нем излагается система базовых знаний, обязательных для усвоения студентами. Содержание учебника должно удовлетворять требованиям ГОС ВПО и полностью раскрывать учебную программу по конкретной дисциплине.

Учебное пособие — учебное издание, дополняющее или частично (полностью) заменяющее учебник, официально утвержденное в качестве данного вида издания.

Учебно-методическое пособие — учебное издание, содержащее систематизированные материалы по методике самостоятельного изучения учебной дисциплины, тематику и методику различных практических форм закрепления знаний (контрольных, курсовых, дипломных работ), изложенные в форме, удобной для изучения и усвоения. Разновидностями учебнометодических пособий могут быть методические рекомендации по изучению дисциплины, методические рекомендации по выполнению контрольных, курсовых, лабораторных, дипломных работ, прохождению практик.

Банк тестовых заданий — общая совокупность тестовых заданий по дисциплине, из которых составляются путем компоновки различные варианты тестов.

Тест — система заданий специфической формы, позволяющая качественно и эффективно измерить уровень подготовленности тестируемых.

Тестовое задание — один из составляющих элементов структуры дидактического теста, включающий в себя краткую инструкцию для обследуемого, тестовую задачу, эталон ответа.

Учебный модуль (модуль) — автономная, законченная часть дисциплины, включающая в себя различные виды учебных материалов (текст, контрольные и лабораторные работы, аудио-, видеоматериалы), после изучения, которой предусматривается контроль знаний.

Кодификатор учебной дисциплины — документ, отражающий содержание теста, позволяющий установить связь между методическим обеспечением, по которому составлен тест, и самим тестом, указывающий дидактические единицы знаний, проверяемые в каждом конкретном вопросе теста.

Зачетная единица — мера оценки трудоемкости освоения дисциплины.

Одна зачетная единица равна 36 академическим часам.

Рабочая программа дисциплины — документ, определяющий цели освоения, содержание, объем и порядок изучения учебной дисциплины, а также формы (виды) контроля знаний по этой дисциплине (промежуточный, текущий, итоговый).

Дидактическая единица — логически самостоятельная часть учебного материала, по своему объему и структуре соответствующая таким компонентам содержания, как понятие, теория, закон, явление, факт, объект и т. п.

Курс лекций — учебное издание, содержащее тексты лекций одного или нескольких авторов по отдельным темам или по курсу в целом. Его также можно рассматривать как дополнение к учебнику. Как правило, это издание развивает содержание учебника за счет новых оригинальных материалов.

При изучении дисциплины применяются следующие сокращения и понятия:

Влагосодержание воздуха; влажность воздуха абсолютная; влажность воздуха относительная; влажный воздух; влажный воздух насыщенный;

влажный воздух ненасыщенный; газовая смесь; градиент температуры; давление газа; давление насыщения; десублимация; дистилляция (перегонка жидкостей); дросселирование; дроссель; идеальный газ; идеальный цикл двигателя внутреннего сгорания; излучение интегральное; испарение жидкости; источник теплоты горячий (в термодинамике); источник теплоты холодный (в термодинамике); кинетика процесса; кипение жидкости; кипения режим плёночный; кипения режим пузырьковый; компрессор; компрессор адиабатный; компрессор изотермический; конвекция; конвекция вынужденная; конвекция гравитационная свободная; конденсат; конденсатор; конденсатор поверхностный; контрольная поверхность; коэффициент отражения; коэффициент поглощения; коэффициент полезного действия теплового двигателя термический; коэффициент пропускания; коэффициент температуропроводности; коэффициент теплоотдачи; коэффициент теплопередачи; коэффициент теплопроводности; критерий подобия Грасгофа; критерий подобия Нуссельта; критерий подобия Прандтля; критерий подобия Рейнольдса;

критическая точка; критический диаметр теплоизоляции цилиндрической стенки; круговой процесс (или цикл); круговой процесс (цикл) обратный;

круговой процесс (цикл) прямой; ламинарное движение жидкости; мембранное разделение; мёртвое пространство компрессора; пар насыщенный; пар влажный насыщенный; пар сухой насыщенный; парообразование; параметр состояния; паросиловая установка; перегрев пара; плотность потока распределяемого вещества; плотность теплового потока; поверхность теплообмена теплоотдающая поверхность; пограничный слой; поле температурное; поток тепловой; работа расширения; рабочая линия процесса; рабочее тело; сушка;

тело абсолютно белое; тело диатермичное (абсолютно прозрачное);

тело абсолютно чёрное; температура; температура инверсии; температура мокрого термометра; температура насыщения; температура точки росы; тепловой насос; теплоёмкость (удельная теплоёмкость); теплоноситель; теплообмен; теплообмен излучением; теплообмен конвективный; теплообмен радиационно-конвективный (сложный); теплообмен радиационноконвективный; теплообменник (теплообменный аппарат); теплообменник рекуперативный; теплообменник рекуперативный кожухотрубный; теплообменник рекуперативный пластинчатый; теплообменник рекуперативный типа «труба в тубе»; теплообменник регенеративный; теплообменник смесительный; теплоотдача; теплопередача; теплопроводность; теплота; теплофикация;

термическое сопротивление теплопередачи; теплота парообразования; теплота плавления удельная; термодинамика; термодинамическая система; термодинамический процесс (ТДП); термодинамический процесс политропный;

термодинамический процесс равновесный; тройная точка; уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона); уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона); уравнение теплоотдачи Ньютона-Рихмана; уравнение теплопередачи; цикл Карно; цикл Карно обратный;

цикл парогазовый турбинной установки; черное тело; эксергия (работоспособность); энергия внутренняя; энтропия.

3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ,

ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Процесс преподавания дисциплины направлен на формирование у студентов следующих профессиональных (ПК) компетенций:

умеет разрабатывать техническую документацию и методические материалы, предложения и мероприятия по осуществлению технологических процессов эксплуатации, ремонта и сервисного обслуживания транспортных и транспортно-технологических машин различного назначения, их агрегатов, систем и элементов (ПК-3 по ФГОС);

Для достижения этой цели в процессе обучения студент должен получить определённые теоретические знания по теплотехнике и навыки их применения для решения практических задач. Эти знания и навыки должны охватывать такие разделы теплотехники, как техническая термодинамика, теория тепломассообмена, теплоэнергетические установки, применение теплоты в сельскохозяйственном производстве.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать основы преобразования энергии, законов термодинамики и теплообмена, термодинамических процессов и циклов, свойств рабочих тел, используемых в сельскохозяйственном производстве, горения, энергосбережения, способов теплообмена, принципов действия и устройств теплоэнергетических установок и теплоиспользующих устройств, применяемых в отрасли, систем теплоснабжения;

уметь рассчитывать состояния рабочих тел, термодинамические процессы и циклы, теплообменные процессы, аппараты и другие основные теплотехнические устройства отрасли, определять меры по тепловой защите и организации систем охлаждения, рассчитывать и выбирать рациональные системы теплоснабжения, преобразования и использования энергии;

владеть методикой выбора рабочих тел, теплогенерирующего и теплоиспользующего оборудования, теплоизоляционных материалов, методами интенсификации процессов тепломассообмена, тепловой защиты зданий, сооружений и оборудования, контроля качества теплотехнологических процессов и участвующих в них сред, средствами и методами повышения экологичности теплотехнических средств технологических процессов.

тенции ПК-3 умеет разрабатывать тех- смеси рабочих тел, теплоемкость, зако- выбирать аппара- способами расчета ническую документацию и ны термодинамики, термодинамические ты и другие ос- количества теплометодические материалы, процессы и циклы, реальные газы и па- новные тепло- ты, методами инпредложения и мероприя- ры, термодинамику потоков, термоди- технические уст- тенсификации тия по осуществлению намический анализ теплотехнических ройства отрасли процессов теплотехнологических процессов устройств, теплопроводность, конвек- массообмена, меэксплуатации, ремонта и ция, излучение, теплопередача, интен- тодикой выбора чения, их агрегатов, систем и криогенной техники; применения теи элементов плоты в отрасли; охраны окружающей среды; основ энергосбережения; вторичных энергетических ресурсов; основных направлений экономии энергоресурсов

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 ТРУДОЁМКОСТЬ ДИСЦИПЛИНЫ Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы,144 ч.

Таблица 4.1 Распределение трудоёмкости дисциплины по видам работ Общая трудоёмкость дисциплины по учебному плану 4 самоподготовка (проработка и повторение лекционного материала и материала учебников и учебных пособий, выполнение индивидуальных задач, подготовка 0,44 к лабораторным и практическим занятиям, рубежному контролю и т.д.) Вид контроля: зачет

4.2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

хозяйстве *В рамках реализации технологии интерактивного обучения разработан банк тематической слайд-презентации, применяемый на лекционных занятиях и в самостоятельной работе студентов.

4.3 ВИДЫ И ФОРМЫ ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ В ПЕРИОД ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ

расчетнографической

4.4. ПЛАНИРОВАНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

мо- Модули и темы Техническая тер- защита отчета о Подгомодинамика выполнении ла- товка к

4.5 КОМПЕТЕНЦИИ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Техническая термодинамика ОК-6, ПК- Теория тепломассообмена ОК-6, ПК- Теплоэнергетические уста- ПК- Применение теплоты в сель- ОК-6, ПК- ском хозяйстве

5. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

5. 1. МОДУЛЬ 1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА В результате изучения модуля студенты должны знать основы преобразования энергии, законов термодинамики, термодинамических процессов и циклов, свойств рабочих тел, используемых в сельскохозяйственном производстве уметь определить объект, предмет, задачи технической термодинамики, рассчитывать состояния рабочих тел, проводить термодинамические расчеты рабочих процессов в теплосиловых установках и других теплотехнических устройствах, применяемых в отрасли.

владеть методикой выбора рабочих тел, построения процессов в h, s и и 1.2. Газовые сме- 1.1. Основные понятия и Массовая, объемная и молярная теплоемкости. ТеплоТеплоемемкость при постоянном объеме и постоянном давлении. Зависимость теплоемкости от температуры и давления. Средняя и истинная теплоемкости. Формулы и Сущность первого закона термодинамики. ФормулиПервый закон терморовка и аналитическое выражение первого закона термодинамики для закрытых систем. Работа расширения.

Термодинамические процессы идеальных газов ные характеристики политропных процессов. Основные термодинамические процессы: изохорный, изобарный, изотермический и адиабатный как частные случаи 1.5.

Прямые и обратные круговые процессы (циклы). ТерИдеальные циклы 1.6. Второй закон термодинамодинамические циклы тепловых и холодильных машин. Сущность и формулировки второго закона термодинамики применительно к тепловым и холодильным машинам. Термический КПД и холодильный кодвигателей внутреннего мики. Эксергия.

ДВС». Циклы с изохорным, изобарным и со смешанным подводом теплоты. Изображение циклов в p-v и Ts координатах. Энергетические характеристики и термические КПД циклов ДВС. Сравнительный анализ сжатием. Изображение в p-v и T-s координатах термодинамических процессов, протекающих в компрессорах. Работа, затрачиваемая на привод компрессора.

прессорах.

ры состояния воды и водяного пара. p-v, T-s и h-s диаграммы водяного пара. Влажный воздух: основные параметры и определения. H-d диаграмма влажного воздуха и изображение в ней основных процессов изменения параметров воздуха.

вых установок.

цикла Ренкина. Изображение цикла в p-v, T-s и h-s диаграммах. Пути повышения экономичности паросиловых установок. Теплофикация. Теплофикационные дильные агенты. Холодильный коэффициент и холодопроизводительность. Принципиальная схема и термодинамический цикл газокомпрессионной холодильной № суб- Наименование тем практических занятий часов / Идеальные циклы двигателей внутреннего сгорания Таблица 5.1.4 Содержание самостоятельной работы студентов мо- учебных элементов субмодуля часов / 1.9.

5. 2. МОДУЛЬ 2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В результате изучения модуля студенты должны знать основы законов теплообмена, способов теплообмена, конструкции и принцип действия тепломассообменного оборудования;

уметь рассчитывать теплообменные процессы, аппараты и другие основные теплотехнические устройства отрасли, определять меры по тепловой защите и организации систем охлаждения, владеть методикой выбора теплоизоляционных материалов, теплообменных аппаратов, методами интенсификации процессов тепломассообмена.

и определеобмена в промышленных процессах. Основные понятия 2.1. Основи определения. Виды переноса теплоты: теплопроводность, конвекция и излучение. Сложный теплообмен Основные понятия и определения. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности. Механизмы передачи тепТеплопроводность.

лоты в металлах, диэлектриках, полупроводниках, жидкостях и газах. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Условия однозначности. Коэффициент теплопроводности. Теплопроводность при стационарном режиме. Теплопроводность однослойной и многослойной Общие понятия и определения; тепловой баланс лучиТеплообмен изстого теплообмена. Законы теплового излучения. Теплообмен излучением между телами, разделенными прозрачной средой; коэффициент облученности; теплооблучением мен между телами, произвольно расположенными в пространстве. Защита от излучения. Излучение газов. Теплообмен излучением в топках и камерах сгорания Теплопередача через плоскую и цилиндрическую стенТеплоки. Коэффициент теплопередачи. Критический диаметр теплоизоляции цилиндрической стенки. Тепловая изоляция. Выбор материала тепловой изоляции.

Назначение, классификация и схемы теплообменных апРасчет теплообменных аппапаратов. Средняя разность температур в рекуперативном теплообменнике. Тепловой расчёт рекуперативного теплообменника. Способы интенсификации теплообмена в 2.7. Основы массообРавновесная концентрация. Концентрационная диффузия. Уравнения концентрационной диффузии Фика, массоотдачи, массопередачи. Дифференциальные уравнения Определение коэффициента теплопроводноЛабораторная 2. 2.2 сти твёрдых тел методом цилиндрического 2 / 0, Определение коэффициента теплоотдачи при Лабораторная 3. 2. Таблица 5.2.4 Содержание самостоятельной работы студентов 4.1. Основные понятия и определения теории теплообмена 4.2. Теплопроводность 4.4. Теплообмен излучением 5. 3. МОДУЛЬ 3. ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ В результате изучения модуля студенты должны знать основы горения, принципов действия и устройств теплоэнергетических установок, связь теплоэнергетических установок с проблемой защиты окружающей среды;

уметь рассчитывать процессы горения жидкого, твердого и газообразного топлива, определять КПД котельной установки.

владеть методикой выбора котельных установок.

№ лекции применения различных топлив в агропромышленном комплексе. Элементарный состав топлива. Теплота сгорания. Условное топливо. Структура топливного баланса страны и отрасли. Проблема экономии топлива и пути ее решения. Расчеты процессов горения жидкого, твердого и газообразного топлива. Определение теоретически необходимого количества водогрейные котлы, используемые в сельском хозяйстве. Современные схемы котельных установок. Вспомогательные поверхности нагрева котлов. Водоподготовка. Тягодутьевое оборудование. Эксплуатация котельных установок. Правила Гостехнадзора и техники безопасности. Мероприятия по защите Таблица 5.3.2 Содержание самостоятельной работы студентов модуля № субНаименование субмодулей часов / Форма отчетности 3.1 Топливо, основы горения 10 / 0,28 Индивид. опрос, тест 3.2 Промышленные котельные установки 16 / 0,44 Индивид. опрос, тест

5. 4. МОДУЛЬ 4. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОТЫ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

В результате изучения модуля студенты должны знать основы проектирования основы расчета систем теплоснабжения, основы энергосбережения, принципы действия и устройство теплоиспользующих устройств, применяемых в отрасли, вторичные энергетические ресурсы, возобновляемые источники энергии; принципы работы сушильных установок;

уметь рассчитывать теплопотери через ограждающие конструкции зданий (помещений); рассчитывать теплопотери зданий с инфильтрацией воздуха, определять меры по тепловой защите и организации систем охлаждения, рассчитывать и выбирать рациональные системы теплоснабжения, преобразования и использования энергии;

владеть методикой выбора теплоиспользующего оборудования, теплоизоляционных материалов, методами интенсификации тепловой защиты зданий, сооружений и оборудования, средствами и методами повышения безопасности и экологичности теплотехнических средств технологических процессов.

№ субмоСодержание лекции и название учебных элемен- долж.

кондиционирование воздуха в пока систем вентиляции. Расчёт требуемого расхои сооружений.

4.2. Отоплением и тепловыделения в нём. Отопительные 4.3. Сушка сельскохозяйственных продуксушки. Характеристика влажных материалов и агентов сушки. Материальный и тепловой балансы конвективной сушки. Охлаждение высушенного материала. Схемы процесса сушки.

тов.

Характеристика систем теплоснабжения и потребителей теплоты. Определение расхода тепжения в сельском хозяйСистемы теплоснаблоты по укрупнённым показателям. Расход теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение, технологические нужды. Тепловая потребления теплоты. Теплотехнические показатели работы котельной. Системы теплоснабстве.

сети.

Общая характеристика источников энергии. Неи возобновляемые исВторичные энергореНетрадиционные точники энергии.

энергии (ВИЭ). ВИЭ традиционные и нетрадиционные. Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР). Роль ВЭР в топливо- и теплопотреблении сельскохозяйственным производством.

сурсы.

Основные направления экономии энергоресурсов в агропромышленном комплексе. Повышение эффективности энергетического и энергоиспользующего оборудования. Энергосбережение 4.7. Энергосбережение.

на тепловых электростанциях. Повышение эффективности производства энергии путём применения мини-ТЭЦ. Энергосбережение в тепловых сетях, при отоплении и вентиляции зданий модуля № субНаименование субмодулей часов / Форма отчетности 4.1.

4.3.

4.4.

4.5.

4.6.

6. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В процессе преподавания дисциплины «Теплотехника» в совокупности с традиционной (объяснительно-иллюстративной) технологией обучения используются элементы инновационных технологий.

Согласно учебному плану и графику учебного процесса для организации процесса освоения студентами дисциплины используются следующие формы теоретического и практического обучения, соответствующие традиционной (объяснительно-иллюстративной) и инновационным технологиям:

Основные формы теоретического обучения: лекции, консультации, экзамены.

Основные формы практического обучения: лабораторно-практические занятия, практические занятия.

Дополнительные формы организации обучения: расчетно-графические работы.

В процессе реализации форм обучения предполагается применение различных методов и средства обучения, соответствующих традиционной и инновационным технологиям. Соотнесенность тем в структуре содержания дисциплины, применяемых для их изучения технологий и соответствующих им форм и методов (и средств) обучения представлены ниже (в таблице 6.1).

Модули № 1 - Объяснительно- Лекции (№ 1 - Объяснение, лекция, технология практические иллюстрация, демонстзанятия (№ 1 - рация, упражнение, лапрактические бораторная работа, сазанятия (№ 1) мостоятельная работа Модули № 1 - Технология про- Самостоятель- Программированный Модули № 1, Технология ак- Самостоятель- решение кроссвордов *Средства обучения, соответствующие различным технологиям, применяемым при изучении дисциплины, представлены в разделе 9.

7. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

При изучении модулей дисциплины текущий контроль знаний проводится в виде индивидуального опроса на практических и лабораторных занятиях, выполнения задач и заданий, тестирования рубежного и итогового. Контроль за выполнением расчетной работы осуществляется ее проверкой с индивидуальным опросом.

7.1. ВЫПОЛНЕНИЕ И ЗАЩИТА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ.

Перечень лабораторных работ объявляется на первом занятии. Студенты ознакомлены с порядком проведения лабораторных работ, с техникой безопасности, с объемом и формой отчетов, с правилами проведения зачета. Для допуска к лабораторной работе студент должен представить составленный им в тетради краткий конспект лабораторной работы. Текущий контроль лабораторных отчетов и материалов изучаемой дисциплины осуществляется в виде индивидуального опроса на лабораторных занятиях. При защите лабораторной работы студент должен представить полностью оформленный конспект.

Формируемые компетенции Профессиональные:

умеет разрабатывать техническую документацию и методические материалы, предложения и мероприятия по осуществлению технологических процессов эксплуатации, ремонта и сервисного обслуживания транспортных и транспортно-технологических машин различного назначения, их агрегатов, систем и элементов (ПК-3 по ФГОС);

Критерии оценки выполнения лабораторных работ:

Качественные: правильно оформленный конспект, использование при подготовке к лабораторной работе нормативных, справочных, учебных источников и приведение их в рабочих тетрадях; точное выполнение всех этапов лабораторной работы, письменное представление отчета в установленный преподавателем срок и устная защита задания на занятии.

Количественные: за выполнение задания устанавливается следующий рейтинг:

- выполнение лабораторной работы (0-6 б);

- обработка результатов измерений (0-6 б);

- устная защита задания (0-8 б);

Максимальный рейтинг выполнения одной лабораторной работы составляет 20 баллов. При выполнении всех лабораторных работ студент может получить 3.20 =60 баллов.

7.1.2. Контрольные вопросы при защите лабораторных работ.

7.1.2.1. Модуль 1. Техническая термодинамика:

Лабораторная работа № 1. «Определение теплоемкости воздуха при постоянном давлении:

1. Дайте определение теплоемкости - массовой, объемной, мольной.

2. Что такое истинная массовая теплоемкость?

3. Что такое средняя массовая теплоемкость?

4. Расскажите устройство экспериментальной установки и поясните, как она работает.

5. Какие параметры измеряются в данной работе?

6. Какие параметры рассчитываются в данной работе?

7. Как в данной работе определяется расход воздуха?

8. Для чего нужно знать плотность воздуха в данной работе? Как определяется в ней плотность воздуха при температуре t1?

7.2.1.2. Модуль 2. Основы теории тепломассообмена:

Лабораторная работа №2. «Определение коэффициента теплопроводности твердых тел методом цилиндрического слоя»:

1. При каких условиях - стационарных или нестационарных – получено в работе уравнение для определения коэффициента теплопроводности?

2. Какой физический смысл коэффициента теплопроводности?

3. Для каких материалов коэффициент теплопроводности больше и почему:

а)для изоляционных материалов; б)для металлов?

Лабораторная работа №3. «Определение коэффициента теплоотдачи при естественной конвекции на обогреваемом цилиндре»:

1.Что такое конвективный теплообмен, теплоотдача, естественная конвекция?

2. Какие критерии являются определяющими в естественной конвекции?

3. Что такое "определяющая температура" и "определяющий" размер?

4. Каков физический смысл критерия Грасгофа?

5. Какая температура и какой геометрический размер берутся в качестве определяющих при расчете естественной конвекции?

6. Поясните схему экспериментальной установки. Какие величины измеряются в ходе эксперимента и с помощью каких приборов?

7. Какие величины рассчитываются по экспериментальным данным в данной лабораторной работе и с помощью каких формул?

8. Напишите уравнение теплоотдачи и поясните его.

9. Напишите общий вид критериального уравнения для расчета коэффициента теплоотдачи при естественной конвекции и поясните, какие из входящих в него критериев являются определяющими и какие - определяемыми. Каков их физический смысл?

7.2. ПРИМЕР КОМПЕТЕНТНОСТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЙ ЗАДАЧИ

Модуль 2. Субмодуль 2.3.

Формируемые компетенции Профессиональные:

умеет разрабатывать техническую документацию и методические материалы, предложения и мероприятия по осуществлению технологических процессов эксплуатации, ремонта и сервисного обслуживания транспортных и транспортно-технологических машин различного назначения, их агрегатов, систем и элементов (ПК-3 по ФГОС);

Условие задачи Труба омывается поперечным потоком воздуха (рис. 1), наружный диаметр трубы d=20 мм, температура воздуха tж =30 0С, скорость =5 м/с и угол атаки =60 град.

Рис. 1. Схема омывания трубы потоком воздуха.

Требование задачи 1. Чему равен коэффициент теплоотдачи в данной ситуации?

2. Как будет меняться коэффициент теплоотдачи при изменении угла атаки?

3. Какой способ вы можете предложить для увеличения коэффициент теплоотдачи?

Конструкт решения задачи 1) Определить вид движения жидкости.

2) Выбрать определяющий размер.

3) Выбрать определяющую температуру.

4) По соответствующим таблицам найти основные свойства жидкости.

5) Вычислить определяющие критерии.

6) Определить режим движения жидкости (ламинарный, турбулентный или переходный).

7) Выбрать расчетное уравнение для определения числа Нуссельта и рассчитать число Nu.

8) Определить коэффициент теплоотдачи.

7.3. ПРИМЕР КОМПЕТЕНТНОСТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ЗАДАНИЯ

Модуль 2. Субмодуль 2.5.

Формируемые компетенции Профессиональные:

умеет разрабатывать техническую документацию и методические материалы, предложения и мероприятия по осуществлению технологических процессов эксплуатации, ремонта и сервисного обслуживания транспортных и транспортно-технологических машин различного назначения, их агрегатов, систем и элементов (ПК-3 по ФГОС);

Задание Паропровод диаметром 216/200 мм покрыт слоем изоляции (рис. 2). Коэффициент теплопроводности материала трубы 1 = Вт/(м·К). Температуры пара tж1 =300 и окружающего воздуха tж2, =20 0С. Коэффициент теплоотдачи от пара к трубе 1 = Вт/(м2·К), коэффициент теплоотдачи от трубы к окружающему воздуху 2 = 8, Вт/(м2·К).

Рис. 2. Расчетная схема паропровода.

1. Подберите материал изоляции, обеспечивающей тепловые потери менее 150 Вт/м.

2. Определите линейный коэффициент теплопередачи кl, Вт/(м2·K), линейную плотность теплового потока ql, Вт/м, температуру наружной поверхности паропровода t3, 0С.

Конструкт выполнения задания Задание выполняется в следующей последовательности:

1. Произвести расчет термического сопротивления изоляции.

2. Анализ термического сопротивления изоляции и выбор на его основе материала изоляции и толщины с учетом экономической целесообразности.

3. Проверка выбранного материала по условию критического диаметра изоляции.

4. Определение линейного коэффициента теплопередачи кl, Вт/(м2·K).

5. Определение линейной плотности теплового потока ql, Вт/м.

6. Определение температуры наружной поверхности паропровода t3, 0С.

Критерии оценки выполнения задания:

Качественные: точное выполнение всех этапов задания (последовательные пункты алгоритма выполнения задания) с экономическим обоснованием целесообразности выбора данного материала и текстовое их описание в рабочей тетради; использование при выполнении заданий нормативных, справочных, учебных источников и приведение их в рабочих тетрадях; письменное представление задания в установленный преподавателем срок и устная защита задания на занятии.

Количественные: за выполнение задания устанавливается следующий рейтинг:

- правильный выбор материала изоляции (0-3 б);

- выбор наиболее экономически эффективного материала изоляции (0- б);

- устная защита задания (0-3 б);

- вопросы и выступления при обсуждении заданий других студентов, защищающих задание (0-2 б, за один вопрос, но не более 6 б.) Максимальный рейтинг выполнения задания может составить 12 балла 7.4. ПРИМЕР КРОССВОРДА.

Модуль 2. Субмодули 2.1-2.3.

Формируемые компетенции Профессиональные:

умеет разрабатывать техническую документацию и методические материалы, предложения и мероприятия по осуществлению технологических процессов эксплуатации, ремонта и сервисного обслуживания транспортных и транспортно-технологических машин различного назначения, их агрегатов, систем и элементов (ПК-3 по ФГОС);

По вертикали: 1. Перенос теплоты от одной среды к другой, через разделяющую среды стенку. 2. Ученый, именем которого названо определяющее число подобия. 3. Ученый, именем которого названо уравнение теплоотдачи.

По горизонтали: 1. Перенос теплоты от среды к стенке. 2. Ученый, именем которого названо определяющее число подобия. 3. Ученый, именем которого названо определяемое число подобия. 4. Молекулярный перенос теплоты. 5. Ученый, именем которого названо уравнение теплопроводности. 6. Перенос теплоты в вакууме. 7. Ученый, именем которого названо определяющее число подобия.

7.5. ПРИМЕР ВХОДНОГО ТЕСТА Найдите количество критических точек для 1) 1; 2) 3; 3) 0; 4) 4; 5) Вычислить предел: (P=1) Прямоугольное тело с плотностью 700 кг/м3, опущенное в жидкость с плотностью 1000 кг/м3, погрузится в нее на... своей высоты (P=1):

Дан график зависимости давления идеального газа от температуры. По этой известной зависимости построены графики в осях VT. Какой из них является верным? (P=1,5) Скорость химических реакций зависит, прежде всего, от (P=0,5):

1) фазового состояния веществ;

2) природы и концентраций реагирующих веществ, температуры и присутствия катализатора;

3) давления и соотношения концентраций реагирующих веществ;

4) степени измельчения вещества, присутствия кислот и оснований.

max P= оптимум Р= минимум Р= 7.6. ПРИМЕР ДИДАКТИЧЕСКОГО ТЕСТА Модуль 2. Субмодуль 2.1.

Укажите составные части теплового баланса помещения в летний период (помещение с окнами, температура воздуха внутри помещения 16 0С, температура наружного воздуха 20 0С) (P=1):

1. Теплопотери через ограждения;

2. Теплопотери от инфильтрации;

3. Теплопоступления от радиации;

4. Теплопоступления от технологического оборудования;

5. Теплопоступления от освещения;

6. Теплопоступления от людей, животных, птицы.

Тепловая мощность одного калорифера 20 кВт. В помещении смонтированы три вентиляционные установки с двумя параллельными ветвями калориферов, последовательно установлено по три калорифера. Определить мощность системы отопления (в кВт) (P=1).

Площадь первой зоны пола 10 м2, пол состоит из двух слоев: толщина первого 20 см, теплопроводность 1,45 Вт/(м2К); толщина второго 2,5 см, теплопроводность 0,5 Вт/(м2К). Температура наружного воздуха -24 0С, внутреннего 20 0С. Определить тепловые потери в Вт. (P=3) В помещении 20 окон размером 1мХ1м, теплопоступления от радиации Вт/м2. Установленная мощность осветительных приборов 300 Вт, одновременно работают 80% светильников с кпд 0,6. Определить составляющую теплового баланса помещения от освещения. (P=1) Теплопроводность слоев пола указана ниже. Какие из этих слоев являются утепляющими? (P=1) Температура внутреннего воздуха 16 0С, относительная влажность 80 %.

Температура наружного воздуха -20 0С, относительная влажность 60 %. Луч процесса равен 4000. Определить температуру приточного воздуха. (P=3) max P=10; оптимум Р=8; минимум Р= 7.7. ПРИМЕР РУБЕЖНОГО ТЕСТА Модуль 1.

Чему равна степень сухости в точке b на данной диаграмме воды и водяного Какая из указанных величин остается неизменной при нагревании влажного воздуха в калорифере идеальной сушилки? (P=1) 1. абсолютная влажность;

3. относительная влажность;

4. влагосодержание;

Температура влажного воздуха 45 0С, относительная влажность 20 %. Определить парциальное давление водяного пара. (P=2) Парообразование во всем объеме жидкости называется (P=1):

Какие величины являются основными параметрами состояния? (P=1) При изотермическом расширении воздуха от объема равного 2 л до объема л затрачено 1400 кДж теплоты. Чему равна работа расширения газа (в кДж) Как называется процесс протекающий при постоянной теплоемкости? (P=1) 1. адиабатный;

2. изобарный;

3. изотермический;

4. изохорный;

5. политропный Какие величины являются массовыми теплоемкостями? (P=1) Для нагрева 2 кг воды затрачено 25140 Дж теплоты. До какой температуры (в 0С) нагрелась вода от 10 0С, если ее теплоемкость 4,19 кДж/(кг.К)? (P=2) 10. Можно ли подведенную в цикле теплоту полностью преобразовать в работу? (P=1) 1. нельзя;

2. можно, совершая обратимый цикл Карно;

3. можно, совершая обратимый изотермический процесс;

4. можно, совершая обратимый изобарный процесс;

5. можно, совершая обратимый политропный процесс.

11. Максимальная абсолютная влажность воздуха равна 14.5 г/м3. Если в комнате при данной температуре находится воздух, содержащий 348 г водяного пара, и при этом относительная влажность воздуха равна 60%, то объем комнаты равен…(P=2) 12. Температура пара 800 K, давление 0,5 МПа. Определить теплоту на перегрев пара. (P=2) 13. Показания манометра 100 мм. рт. ст., показания барометра 740 мм. рт. ст.

Определить абсолютное давление. (P=1) 14. Какие величины измеряются в Дж/(кг.К)? (P=1) 1. внутренняя энергия;

2. газовая постоянная;

15. Как выглядит первый закон термодинамики для адиабатного процесса?

16. Какая из приведенных площадей представляет тепло за процесс? (P=1) 3. 1'-2'-3'-4'-1';

4. 1'-2'-5'-6'-1';

max P= оптимум Р= минимум Р= 7.8. ПРИМЕР ИТОГОВОГО ТЕСТА Какой отрезок на данной диаграмме воды и водяного пара соответствует влажному насыщенному пару? (P=1) Конвекция возможна: (P=1) 3. в твердом теле;

Молекулярный процесс передачи теплоты называется(P=1) 1. Теплопередачей;

2. Теплопроводностью;

3. Конвекцией;

4. Конвективным теплообменом.

Чему равна плотность теплового потока, если коэффициент теплоотдачи от среды к стенке 35 Вт/(м2.К), температура среды 21 0С, температура стенки 200С? (P=2) Укажите составные части теплового баланса помещения в зимний период (помещение с окнами): (P=1) 1. Теплопотери через ограждения;

2. Теплопотери от инфильтрации;

3. Теплопоступления от радиации;

4. Теплопоступления от технологического оборудования;

5. Теплопоступления от освещения;

6. Теплопоступления от людей, животных, птицы.

Что относится к вспомогательным механизмам и устройствам котельной установки? (P=1) воздухоподогреватель;

контрольно-измерительные приборы и автоматы;

трубная система с барабанами.

Чему равна тепловая мощность калорифера (в кВт) для нагрева воздуха, если его массовый расход равен 1 кг/с, начальная температура воздуха 20 0С, конечная 120 0С, массовая изобарная теплоемкость воздуха 1000 Дж/(кг.К)?

Начальная температура горячего теплоносителя 200 0С, конечная температура 100 0С, начальная температура холодного теплоносителя 10 0С, конечная температура 90 0С. Определить среднюю логарифмическую температуру (в 0С) в случае противотока. (P=2) Что из ниже перечисленного характеризует данную схему отопления (P=1) Теплообменный аппарат, в котором теплота от горячего к холодному теплоносителю передается через разделительную стенку, называется (P=1) 1. регенеративным;

2. смесительным;

3. рекуперативным.

Чему равна теплопроводность стенки толщиной 20 мм, если температура на 11.

внутренней поверхности стенки 30 0С, на внешней 29 0С, тепловые потери 50 Вт/(м2.К) (P=2) Чему равна плотность теплового потока (в Вт/м2) в случае теплопередачи 12.

через плоскую стенку (коэффициент теплоотдачи от горячей среды с температурой 50 0С к стенке 10 Вт/(м2.К), коэффициент теплоотдачи от стенки к холодной среде с температурой 0 0С 20 Вт/(м2.К), толщина стенки 20 см, – коэффициент теплопроводности стенки 0,8 Вт/(м2.К))? (P=2) Масса пара, отнесенная к объему воздуха называется (P=1) 13.

1. абсолютной влажностью;

2. относительной влажностью;

3. влагосодержанием;

4. плотностью пара;

5. энтальпией влажного воздуха.

Как называется элемент, изображенный на схеме под номером 7 (P=1) 14.

6. отопительный прибор.

Как выглядит первый закон термодинамики для адиабатного процесса?

15.

Температура мокрого термометра 25 0С, температура сухого термометра 16.

С. Определить относительную влажность. (P=2) Что повышает термический кпд в цикле Отто (P=1) 17.

1. увеличение степени сжатия 2. увеличение степени предварительного расширения 3. увеличение степени повышения давления 4. увеличение показателя адиабаты 5. уменьшение степени сжатия 6. уменьшение степени предварительного расширения 7. уменьшение степени повышения давления 8. уменьшение показателя адиабаты Размерность универсальной газовой постоянной R = 8314... в системе СИ 18.

Температура пара 800 0С, давление 0,5 МПа. Определить энтальпию на 19.

верхней пограничной кривой. (P=2) Какой отрезок соответствует подсушиванию пара? (P=1) 20.

В помещении 20 окон размером 1мХ1м, теплопоступления от радиации 21.

Вт/м2. Установленная мощность осветительных приборов 300 Вт, одновременно работают 80% светильников с кпд 0,6. Определить составляющую теплового баланса помещения от освещения. (P=1) Чему равна плотность теплового потока через плоскую стенку в случае теплопередачи, если термическое сопротивление теплопередаче 0,1 (м.К)/Вт, температура горячей среды 20 0С, температура холодной среды 100С. (P=2) Чему равно изменение энтропии s в обратимом круговом процессе (за 23.

4. lцикла+ qцикла;

Какая из приведенных площадей представляет работу за цикл lц? (P=1) 24.

3. 2'-3'-5'-6'-2';

4. 1'-2'-3'-4'-1';

5. 1'-4'-5'-6'-1'.

При изобарном расширении воздуха от объема равного 2 л до объема 4 л затрачено 2400 кДж теплоты. Чему равно изменение энтальпии (в кДж). (P=1) Площадь второй зоны пола 30 м2, пол состоит из двух слоев: толщина первого 10 см, теплопроводность 1,45 Вт/(м2К); толщина второго 10 см, теплопроводность 1 Вт/(м2К). Температура наружного воздуха -25 0С, внутреннего 15 0С. Определить тепловые потери в Вт. (P=3) Чему равна степень сжатия двухступенчатого компрессора, если давление 27.

на выходе из компрессора 16 бар, а на входе - 1 бар. (P=2) Укажите соотношение, называемое термическим к.п.д. теплового двигателя, 28.

если: q2- теплота, переданная холодному теплоприемнику; q1 - теплота, полученная от горячего источника теплоты; lц=q1-q2 – работа цикла. (P=1) Как в T,s координатах изображается цикл с подводом теплоты при р=const?

29.

1. 1-2-3-4-1;

2. 1-2-4-5-1;

3. 2'-3'-5'-8'-2';

4. 1'-2'-3'-6'-1';

5. 2'-3'-4'-7'-2'.

max P= оптимум Р= минимум Р=

7.9 ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАЧЕТУ

7.9.1. Модуль 1. Техническая термодинамика:

Основные понятия и определения технической термодинамики. Параметры состояния.

Понятие об идеальном газе. Уравнение состояния идеального газа. Уравнение Клапейрона-Менделеева и его анализ.

Понятие теплоемкости. Теплоемкость газов. Массовая, объемная и молярная теплоемкость; взаимосвязь между ними.

Понятие внутренней энергии и энтальпии. Формулы для вычисления изменения внутренней энергии и энтальпии идеального газа.

Теплоемкость газовой смеси, заданной массовыми, объемными или мольными долями.

Формулировка и математическое выражение 1-го закона термодинамики для закрытых систем.

Исследование изохорного термодинамического процесса.

Исследование изобарного термодинамического процесса.

Исследование изотермического процесса.

Исследование адиабатного процесса.

10.

Политропный термодинамический процесс. Теплоемкость газа в политропном процессе.

Анализ политропных процессов в зависимости от знаков q и U.

12.

Прямой и обратный термодинамические циклы. Термический КПД. Холодильный коэффициент.

Физическая сущность 2-го закона термодинамики на примере тепловых и 14.

холодильных машин.

Понятие энтропии. Формулы для вычисления изменения энтропии.

15.

Прямой и обратный обратимые циклы Карно.

16.

Идеальный цикл ДВС с подводом теплоты при V = const.

17.

Идеальный цикл ДВС с подводом теплоты при P = const.

18.

Идеальный цикл ДВС со смешанным подводом теплоты.

19.

Графоаналитическое сравнение идеальных циклов ДВС.

20.

Термодинамический анализ работы компрессора. Работа компрессора при 21.

изотермическом, адиабатном и политропном сжатии.

Водяной пар и его состояния. Тройная точка. P-, T-s и h-s диаграммы водяного пара.

Формулы для вычисления параметров состояния воды, влажного, насыщенного и перегретого водяного пара.

24. Паросиловая установка. Термодинамический анализ работы ПСУ, работающей по циклу Карно и циклам Ренкина на насыщенном и перегретом 25. Термодинамический анализ работы компрессора. Работа компрессора при изотермическом, адиабатном и политропном сжатии.

26. Многоступенчатое сжатие. Мертвое пространство и его влияние на работу компрессора.

27. Реальные газы и пары. Уравнения состояния реальных газов.

28. Влажный воздух: основные понятия и определения. Взаимосвязь между относительной влажностью и влагосодержанием влажного воздуха.

29. H, d - диаграмма влажного воздуха. Температура точки росы и температура мокрого термометра. Изображение в H, d - диаграмме процессов нагрева, охлаждения воздуха, смешения двух потоков воздуха.

30. Принципиальная схема и термодинамический анализ работы газокомпрессионной холодильной машины.

31. Холодильные агенты, применяемые в парокомпрессионных холодильных машинах и их анализ.

32. Принципиальная схема парокомпрессионной холодильной машины и термодинамический анализ ее работы.

7.9.2. Модуль 2. Основы теории тепломассообмена:

1. Основные понятия и определения теплообмена.

2. Способы распространения теплоты в пространстве.

3. Закон теплопроводности Фурье. Коэффициент теплопроводности. Теплопроводность в газах, жидкостях, твердых телах.

4. Стационарная теплопроводность через плоскую стенку: однослойную и многослойную. Термическое сопротивление стенки.

5. Стационарная теплопроводность через цилиндрическую, стенку: однослойную и многослойную. Линейная плотность теплового потока. Термическое сопротивление стенки.

6. Конвективный теплообмен. Уравнение теплоотдачи Ньютона. Конвективный теплообмен и его физический смысл. Термическое сопротивление 7. Теплоотдача при естественной и вынужденной конвекции.

8. Тепловое излучение. Сложный теплообмен.

9. Теплопередача через плоскую стенку: однослойную и многослойную. Общее термическое сопротивление.

10. Теплопередача через цилиндрическую стенку: однослойную и многослойную. Линейный коэффициент теплопередачи. Линейное термическое сопротивление теплопередачи цилиндрической стенки.

Критический диаметр теплоизоляции.

11.

Типы теплообменных аппаратов.

12.

Вывод средней разности температур для прямоточного рекуперативного 13.

теплообменного аппарата.

Средняя разность температур рекуперативного теплообменного аппарата 14.

при прямотоке, противотоке и перекрестном токе. Преимущества и недостатки противотока и прямотока.

7.9.3. Модуль 3. Теплоэнергетические установки Виды сжигаемого топлива и их характеристика. Элементарный состав топлива. Теплота сгорания. Условное топливо.

2. Основы теории горения и организация сжигания топлив. Расчеты процессов горения жидкого, твердого и газообразного топлива.

3. Котельные установки. Классификация и устройство паровых и водогрейных котлов. Основы теплового расчета котельных агрегатов.

4. Тепловой баланс и КПД котельного агрегата. Теплоносители. Расход топлива, удельный расход топлива. Мероприятия по защите окружающей среды при эксплуатации котельных установок.

7.9.4. Модуль 4. Применение теплоты в сельском хозяйстве Значение и сущность энерготехнологии. Направления разработки энерготехнологических схем. Применение энерготехнологии в промышленности.

Проблема зашиты окружающей среды от выбросов продуктов сгорания Основные направления экономии энергоресурсов в народном хозяйстве.

Повышение эффективности энергетического и энергоиспользующего оборудования. Снижение энергопотерь, совершенствование учета и нормирования расхода энергоресурсов.

Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР). Классификация ВЭР. Источники ВЭР отрасли и их использование.

Утилизационные установки, показатели их работы. Перспективы развития утилизационной техники и совершенствование методов утилизации.

Способы обезвоживания влажных материалов. Общая характеристика процессов сушки. Способы сушки.

Материальный баланс сушки. Общий и удельный расход сушильного агента. Тепловой баланс конвективной сушилки. Изображение процесса сушки в H,d – диаграмме влажного воздуха.

Конструкции сушилок.

Холодильные и криогенные установки. Применение холода в отраслях народного хозяйства.

Теплоснабжение предприятий отрасли.

10.

Отопление и вентиляция жилых, коммунально-бытовых и производственных помещений.

Тепловой баланс помещения (точный расчет).

12.

Определение тепловых потерь по нормативным данным. Расчет и выбор 13.

отопительного оборудования.

Характеристика вредных выделений (теплоты, влаги, газов, пыли и др.).

14.

Аналитический расчет воздухообмена.

Расчет и выбор температуры приточного воздуха с использованием Н, d – 15.

диаграммы.

8. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

8.1. СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Рудобашта, С.П. Теплотехника. Учебник. [текст]М.: КолосС. 2010. – 600 с.

2. Теплотехника / Под общ. ред. д-ра техн. наук, проф.А.М. Архарова, д-ра техн. наук, проф. В.Н. Афанасьева. [текст]– Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.:

Изд-во МГТУ им. Н.Э Баумана. 2004. – 711 с.

3. Теплотехника / Под ред. чл.-корр. РАН, д-ра техн. наук, проф. В.Н. Луканина.

[текст]– Изд. 5-е, стереотипное. – М.: Высшая школа. 2006. – 671 с.

8.2. СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александров, А.А. и др. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник. Под общ. ред. А. В. Клименко, В. М. Зорина.

[текст]- 3-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МЭИ. 2001. - 564 с.

2. Александров, А. А. Термодинамические основы циклов теплоэнергетических установок. [текст] 2-е изд., стер. М.: Изд-во МЭИ. 2006.- 158 с.

3. Александров, А.А., Григорьев, Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. Справочник. [текст] М.: МЭИ. 1999. - 164 с.

4. Амерханов, Р.А., Бессараб, А.С., Драганов, Б.Х., Рудобашта, С.П., Шишко, Г.Г. Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства. Под ред. д-ра техн. наук Б.Х. Драганова. [текст] М.: Колос Пресс. 2002. – 424 с.

5. Андрианова, Т.Н. и др. Сборник задач по технической термодинамике.

[текст] М.: Изд-во МЭИ. 2000. – 240 с.

6. Бахшиева, Л.Т., Кондауров, Б.П., Захарова, А.А., Салтыкова, В.С. Техническая термодинамика и теплотехника. Под ред. профессора А.А. Захаровой.

[текст] 2-изд., исправ. М.: Изд. центр «Академия». 2008. – 272 с.

7. Богословский, В.Н. Строительная теплофизика. Теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. [текст] Изд. 3-е. Издво «АВОК СЕВЕРО-ЗАПАД». 2006. – 399 с.

8. Германович, В., Турилин, А. Альтернативные источники энергии: практические конструкции по использованию энергии ветра, солнца, воды, земли, биомассы. [текст] С.-Петербург: Наука и Техника. 2011.- 317 с.

9. Данилов, О.Л., Гаряев, А.Б., Яковлев И.В. и др. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. Под ред. А.В. Клименко. [текст] М.: Изд.

дом МЭИ. 2010. – 424 с.

10. Данилов, О.Л.Энергосбережение в энергетике и технологиях: учебное пособие. Под ред. А.Б. Гаряева. [текст] М.: Изд-во МЭИ. 2003.

11. Зайченко, В.М., Цой, А.Д., Штеренберг, В.Я. Распределённое производство энергии. [текст] М.: БуКос. 2008. – 208 с.

12. Захаров, А.А.. Применение теплоты в сельском хозяйстве. [текст] М.: Агропромиздат. 1986. – 288 с.

13. Калинин, Э.К., Дрейцер, Г.А., Копп, И.З., Мякочин, А.С. Эффективные поверхности теплообмена. [текст] М.: Энергоатомиздат. 1998. – 408 с.

14. Круглов, Г. А., Булгакова, Р. И., Круглова, Е. С. Теплотехника. [текст] С.-П.

– М. - Краснодар: Изд-во «ЛАНЬ». 2010. - 208 с.

15. Кудинов, В.А., Карташов, Э.М. Техническая термодинамика. [текст] М.:

Высшая школа. 2005. - 262 с.

16. Ляшков, В.И. Теоретические основы теплотехники. [текст] М.: Высшая школа. 2008. – 319 с.

17. Магадеев, В.Ш. Эксплуатация энергетических установок. [текст] М.: Энергоатомиздат. - 260 с.

18. Малин, Н.И. Энергосберегающая сушка зерна. [текст] М.: КолоС. 2004. – 19. Михеев, М. А., Михеева, М. А. Основы теплопередачи. Изд. 3-е, репринтное. [текст] М.: Изд-во «Бастет». 2010. – 342 с.

20. Основы современной энергетики. В 2 т. / под общ. ред. Е. В. Аметистова.

[текст] 4-е изд., перераб и доп. М.: Изд. дом МЭИ. 2008.

21.Рудобашта, С.П., Бабичева, Е.Л. Теплотехника (основы теплообмена). Учебное издание. [текст]М.: МГАУ. 2003. – 21 с.

22. Рудобашта, С.П. и др. Тепло- и водоснабжение сельского хозяйства. Под ред. профессора С.П. Рудобашты. [текст] М.: Колос. 1997. – 510 с.

23. Селин, В.В. Теплотехника. [текст] ОГУП «Калининградское книжное издво». 2001. – 384 с.

24. Семёнов, Ю.П. и др. Сборник задач по теплотехнике и теплоснабжению.

[текст] М.: Изд-во МГУЛ. – 2006 с.

25. Сибикин, Ю. Д., Сибикин, М. Ю. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. [текст] М.: Изд-во «КноРус». 2010.- 227 с.

26. Соколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник. [текст] 7-е изд., стереот. - М.: Изд-во МЭИ. 2001. - 472 с.

27.Тимонин, А.С. Основы конструирования и расчета технологического и природоохранного оборудования: Справочник. Т. 2. [текст] - Калуга: Изд-во Н.

Бочкаревой. 2001. - 988 с.

28. Цветков, Ф.Ф., Керимов, Р.В., Величко В.И. Задачник по тепло-массообмену. [текст] М.: Изд-во МЭИ. 1997. – 137 с.

8.3 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ (РАБОЧИЕ ТЕТРАДИ)

8.3.1. Модуль 1. Техническая термодинамика:

1. Методические указания к лабораторной работе №1 «Определение тепломкости воздуха при постоянном давлении» (Рудобашта, С.П., Федотов, Е.И.). [текст] 2. Методические указания к расчёту идеальных циклов ДВС (Чернышенко, В.Г., Ветров, В.Г.). [текст] 8.3.2. Модуль 2. Основы теории тепломассообмена:

1. Методические указания к лабораторной работе № 4 «Определение коэффициента теплопроводности твёрдых тел методом цилиндрического слоя»

(Рудобашта, С.П., Федотов, Е.И.). [текст] 2. Методические указания к лабораторной работе №5 «Определение коэффициента теплоотдачи при естественной конвекции на обогреваемом цилиндре» (Рудобашта, С.П., Федотов, Е.И.). [текст]

8.4. ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕСУРСЫ В СЕТИ ИНТЕРНЕТ:

8.4.1. Модуль 3. Теплоэнергетические установки:

1. Электронная документация ИС "СтройКонсультант" – электронный сборник нормативных документов по строительству, действующих на территории Российской Федерации [электронный ресурс] http://www.stroykonsultant.com;

2. Справочные системы "ТЕХЭКСПЕРТ" – электронная справочная системы нормативно-технической информации [электронный ресурс] http://www.tehekspert.ru;

8.4.2. Модуль 4. Применение теплоты в сельском хозяйстве 1. су бмодуль 4.1 «Вентиляция и кондиционирование воздуха в помещениях зданий и сооружений» [электронный ресурс]: www.mir-klimata.apic/ru;

www.apic.ru; www.rusklimat.ru; www.aircon.ru; www.az.ru/ovik.ru;

www.tepljholod.ru; www.formula.aircon.ru rfclimat.ru; www.rusklimat.ru;

www.euroclimat.ru;

2. су бмодуль.4.3: «Сушка сельскохозяйственных продуктов»: программное средство учебного назначения «Сушильные установки» (часть 1,2), МЭИ. [электронный] www.RosTeplo.ru; www.teplohimprom.ru;

www.teploblok.ru; www.ruschemical.com; www.funke.ru; www.roswep.ru;

3. су бмодуль 4.7 «Энергосбережение»: Электронная документация Министерства образования РФ. Энергосбережение в системе образования. (Нормативная документация, методические материалы, примеры энергосберегающих мероприятий). [электронный ресурс] www.biosafety.ru;

http://www.tehdoc.ru/hygiene.htm; http://www.ecohome.ru.

http://www.tehlit.ru/; http://gostexpert.ru; http://libgost.ru;

www.energosovet.ru, www.abok.ru, www. energoeffekt.net, enrgosber.info.

9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

9.1. ПЕРЕЧЕНЬ УЧЕБНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

Чтение лекций осуществляется в аудитории, оборудованной аппаратурой для компьютерной презентации.

Для проведения занятий и контроля по дисциплине используются:

Обучающая программа «Изучение некоторых разделов термодинамики (параметры состояния, уравнение состояния идеального газа, газовые смеси, теплоёмкость, первый закон термодинамики для закрытых систем)».1995. ФГБОУ ВПО МГАУ, кафедра теплотехники и энергообеспечения предприятий.

Контролирующая программа «V-TEST» для промежуточного и итогового контроля знаний студентов, позволяющая использовать текстовые, аудио- и видеоматериалы. ФГБОУ ВПО МГАУ.

№ Перечень учебного, лабораторного оборудования и ин- Число на п/п Модуль 1. Техническая термодинамика 1. Приборы разного типа для определения параметров рабо- по чих тел: измерители температуры, давления, влажности прибору 2. Стенд для определения теплоёмкости воздуха при постоян- ном давлении Модуль 2. Основы теории тепломассообмена 3. Стенд для определения коэффициента теплопроводности твёрдых тел методом цилиндрического слоя 4. Стенд для определения коэффициента теплоотдачи при ес- тественной конвекции на горизонтальном обогреваемом цилиндре Модуль 3. Теплоэнергетические установки 7. Теплогенератор – воздухонагреватель, работающий на топ- Модуль 4. Применение теплоты в сельском хозяйстве 10. Отопительно-вентиляционный агрегат СФО-20 14. Стенд для измерения расхода теплоты в системе отопления с помощью прибора учёта тепловой энергии 9.2. ПЕРЕЧЕНЬ НАГЛЯДНЫХ СРЕДСТВ Лекции № 1-4 обеспечены слайд - презентациями общим количеством слайдов.

9.2.1. Модуль 1. Техническая термодинамика:

1. Плакат «Единицы измерения теплотехнических величин».

2. Плакат с изображением h,s – диаграммы водяного пара.

3. Плакат с изображением H,d-диаграммы влажного воздуха.

4. Плакат, изображающий работу компрессора с изотермическим, адиабатным и политропным сжатием.

5. Плакат с изображением идеальных циклов двигателей внутреннего сгорания и расчётными зависимостями.

6. Плакат с изображением схемы паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина на перегретом паре, и изображением циклов в p,v-, T,s и h,s –диаграммах.

9.2.2. Модуль 2. Основы теории тепломассообмена:

1. Плакат с иллюстрацией закона теплопроводности и значениями коэффициента теплопроводности в разных средах.

2. Плакат с изображением теплового пограничного слоя и записью уравнения теплоотдачи Ньютона.

3. Плакат, иллюстрирующий лучистый теплообмен и закон СтефанаБольцмана.

9.3. ПЕРЕЧЕНЬ ДИДАКТИЧЕСКИХ РАЗДАТОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. h,s – диаграммы водяного пара для рабочих расчётов.

2. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара.

3. H,d-диаграммы влажного воздуха для рабочих расчётов.

4. Каталоги вентиляторов и калориферов.