Рабочая программа учебной дисциплины «основы трансформации тепла»




Скачать 148.46 Kb.
НазваниеРабочая программа учебной дисциплины «основы трансформации тепла»
Дата публикации19.10.2014
Размер148.46 Kb.
ТипРабочая программа
literature-edu.ru > Физика > Рабочая программа
министерство образования и науки РФ
Московский энергетический институт

(технический университет)
Институт проблем энергетической эффективности (ИПЭЭФ)

__________________________________________________________
Направление подготовки: 140100. «Теплоэнергетика и теплотехника»

Профиль (и) подготовки:

1. 140106 «Энергообеспечение предприятий»
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ОСНОВЫ ТРАНСФОРМАЦИИ ТЕПЛА»


Цикл:

профессиональный




Часть цикла:

базовая/вариаторная/ по выбору




№ дисциплины по учебному плану:

ИЭЭ; Б3в4

1. 140104 «Промтеплоэнергетика»,

2. 140106 «Энергообеспечение предприятий»

3. «Автономные энергетические системы»

Часов (всего) по учебному плану:

144




Трудоемкость в зачетных единицах:

4

6 семестр - 4

Лекции

45 час

семестры 6

Практические занятия

15 час

семестры 6

Лабораторные работы

15 час

семестры 6

Расчетные задания

50 час самостоят. работы

семестры 6

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

69 час




Экзамены




семестры 6

Москва – 2010


  1. Цели и задачи освоения дисциплины.

Целью дисциплины является изложение с общих термодинамических и эксергетических позиций, основы теории трансформации тепла для различных установок компрессионного, абсорбционного, струйного типа. Для всех трансформаторов тепла (тепловых насосов, холодильных и комбинированных установок) представить методики расчета основных параметров и энергетической эффективности.
По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

  • Самостоятельно осуществлять расчет схем различных трансформаторов тепла с определением их энергетической эффективности на основе эксергетического КПД

  • Самостоятельно работать и принимать решения, направленные на повышение энергетической эффективности (ОК-7)

  • Анализировать различные результаты, публично выступать и аргументировать в дискуссионном порядке, мероприятия, направленные на совершенствование установок (ОК-12)

  • Анализировать и изучать отечественную и зарубежную литературу по различным трансформаторам тепла (ПК-6)

  • Принимать конкретные технические решения при создании высокоэффективных трансформаторов тепла (ПК-10)

  • Использовать информацию о новых процессах для совершенствования Т. Т. (ПК-17)


Задачами дисциплины являются:

  • Познакомить обучающихся с физико-техническими процессами, происходящими в трансформаторах тепла (ТТ) различного типа.

  • Научить обучающихся применять методики расчета схем и процессов, происходящих в ТТ, с определением целевых коэффициентов и КПД.

  • Дать информацию о рабочих веществах (хладагентах), применяемых в ТТ и влиянию их свойств на эффективность работы ТТ.

  • Научить принимать конкретные решения по применению ТТ различных типов (компрессионных, абсорбционных, струйных и д.р.)




  1. Место дисциплины в структуре ООП ВПО.

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю:

140104 - «Промышленная теплоэнергетика», 140106 «Энергообеспечение предприятий», «Автономные энергетические системы» и направление 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника»
Дисциплина базируется на следующих дисциплинах:

  1. Математика.

  2. Физика.

  3. Химия

Кроме общих дисциплин студенты должны иметь знания по «Термодинамике» и «Газодинамике»
Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении всех последующих дисциплин, изучаемых на 4 и 5 курсе, а так же при выполнении курсовых, бакалаврских, дипломных проектов и магистерской диссертации.

3. Результаты освоения дисциплины.

В результате освоения учебной дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования.

Знать:

  • Основные источники научно-технической информации по холодильным и теплонасосным установкам. (ОК-7, ПК-6);

  • Методические материалы для расчета схем Т.Н.(ПК-10)

  • Рабочие вещества и материалы, применяемые в холодильных и теплонасосных Т.Т. (ПК-10)

  • Источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по технологии изготовления основных элементов холодильных установок (ПК-17)


Уметь:

  • Самостоятельно разбираться в методиках расчета и применять их для решения поставленной задачи (ОК-7)

  • Использовать программы расчетов характеристик трансформаторов (ПК-1)

  • Осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые рабочие вещества (хладагенты) (ПК-1)

  • Анализировать информацию о новых схемах, процессах и циклах. Т.Т. (ПК-17)


Владеть:

  • Навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12)

  • Терминологией в области холодильной и криогенной техники (ОК-2)

  • Навыками поиска информации о свойствах рабочих веществ для Т.Т. (ПК-17)

  • Информацией о технических параметрах оборудования холодильных и теплонасосных Т.Т.



4. Структура и содержание дисциплины.

    1. Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.




Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации

(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)

лк

пр.

лаб.

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Введение. Эксергетический метод термодинамического анализа.

9

6

5

1




3

Тест на знание терминологии

2

Хладагенты и хладоносители

7

6

2

2




3

Тест на знание маркировки фреонов

3

Парожидкостные

холодильные и теплонаносные установки

16

6

8

2

3

3

Тест на знание процессов в Т.Т.

4

Газовые компрессионные трансформаторы тепла

15

6

6

2

4

3

Контрольная работа

5

Абсорбционные трансформаторы тепла

15

6

6

2

4

3

Контрольная работа

6

Струйные трансформаторы тепла

19

6

10

2

4

3

Подготовка типового расчета

7

Ожижение и замораживание газов

11

6

6

2




3

Тест по процессам ожижения

8

Термоэлектрические трансформаторы тепла.

7

6

2

2




3

Контрольная работа

9

Зачет

3

6

-

-

-

3

Защита лабораторных работ.




Экзамен

42

6

-

-

-

42

устный/письмен.




Итого:

144




45

15

15

69






    1. Содержание лекционно-практических форм обучения.

4.2.1 Лекции

  1. Введение (1 час). Назначение трансформаторов тепла. Классификация. Области применения трансформаторов тепла. Перспективы развития установок трансформации тепла. Роль трансформаторов тепла в системах термостабилизации различных объектов. Основные требования по удельным затратам энергии, эффективности и надежности. Коэффициенты, определяющие эффективность. Целевые коэффициенты и КПД.

Эксергетический метод термодинамического анализа трансформаторов тепла. (4 часа)

Упорядоченные и неупорядоченные виды энергии. Определение эксэргии различных видов энергии. Коэффициенты работоспособности. Характерные зоны искусственного холода. Применение эксергетического метода анализа к установкам и системам. Эксергетический КПД, энергетический и эксергетический балансы.

  1. Хладагенты и хладоносители. (2 часа)

Выбор хладагентов и хладоносителей для трансформаторов тепла. Основные требования к свойствам этих рабочих агентов: термодинамические, технические и экологические. Зависимость свойств фреонов от их состава. Определение озоноактивных фреонов и выбор альтернативных хладагентов.

  1. Парожидкостные компрессионные холодильные и теплонаносные установки (8 часов)

Реальные процессы работы парожидкостных трансформаторов тепла. Схемы и процессы в термодинамических диаграммах (T- S, e-h, h-lgp). Схемы одноступенчатых и многоступенчатых трансформаторов тепла, метод расчета. Удельные затраты энергии и эксергический КПД термотрансформаторов и систем термостабилизации. Методы расчета многоступенчатых и каскадных трансформаторов тепла. «Тепловые насосы». Схемы и метод расчета. Определение коэффициента трансформации (μ) и КПД (ŋ). Схемы теплогенерирующих систем на базе тепловых насосов.

  1. Газовые компрессионные трансформаторы тепла. (6 часов)

Особенности процессов газовых трансформаторов тепла необходимые для условий работы объектов термостабилизации. Преимущества и недостатки газовых установок. Основные показатели. Схемы и реальные процессы работы газовых трансформаторов тепла. Газовые трансформаторы с регенерацией. Регенераторы газовых установок. Схема включения, конструкции и системы переключения, принцип работы и основные преимущества их применение в системах хладоснабжения. Методы расчета газовых трансформаторов со стационарными процессами. Газовые трансформаторы с разомкнутыми процессами. Газовые установки с нестационарными процессами. Машина «Филипс» (цикл Стирлинга, схема, принцип работы).

  1. Абсорбционные трансформаторы тепла (6 часов).

Особенности режимов работы абсорбционных трансформаторов тепла, позволяющие использовать нетрадиционные и вторичные энергоресурсы. Абсорбционные трансформаторы тепла непрерывного действия. Методика расчета параметров абсорбционных установок. Оценка эффективности абсорбционных трансформаторов тепла. Двухступенчатые абсорбционные трансформаторы тепла; принципиальные схемы и основные процессы. Абсорбционные трансформаторами тепла периодического действия. Абсорбционно-диффузионные холодильные установки.

  1. Струйные трансформаторы тепла. (10 часов)

Принципиальные схемы струйных трансформаторов тепла. Газодинамические функции необходимые для расчета струйных аппаратов. Принцип работы прямоструйных трансформаторов тепла. Метод расчета коэффициента инжекции, степени сжатия и геометрических размеров прямоструйных компрессоров и эжекторов. Характеристики прямоструйных трансформаторов тепла. Принципиальная схема низкотемпературного рефрижератора с дроссельно-эжекторной ступенью. Пароэжекторная холодильная установка. Схема, метод расчета, холодильный коэффициент и КПД.

Определение эффективности и надежности работы эжекторного рефрижератора в системах термостабилизации.

Вихревые трансформаторы тепла, их особенности и преимущества. Принципиальная схема и процесс работы. Характеристика вихревой трубы. Эффект Ранка-Хильша и его зависимость от режимных параметров. Закон квазитвердого вихря и описание процессов перераспределения энергии между центральными и внешними потоками. Методика расчета вихревой трубы. Зависимость относительного снижения температуры холодного потока и относительного повышения температуры горячего потока от относительных геометрических размеров трубы и степени расширения рабочего потока. Повышение эффективности вихревой трубы. Неадиабатные трубы. Анализ работы вихревых установок в системах термостабилизации. Схема установки для кондиционирования кабины с вихревыми трубами. Схема вихревой установки для выделения конденсата при эксплуатации газоконденсатных скважин.

  1. Ожижение и замораживание газов (6 часов)

Использование ожиженных и замороженных газов в качестве криоагентов. Основные процессы ожижения и замораживания газов. Идеальные и реальные процессы ожижения. Минимальная работа ожижения. Технические процессы Линде, Клода, Гейландта, Капицы. Методика расчета основных характеристик установок ожижения и замораживания газов. Методы низкотемпературного разделения газовых смесей. Параметры продуктов разделения используемые для систем жизнеобеспечения. Схема и метод расчета установки для производства твердого диоксида углерода. Схема и процесс газофикации ожиженных газов.

  1. Термоэлектрические трансформаторы тепла. (2 часа)

Термоэлектрические трансформаторы тепла. Эффект Пельтье. Схема и метод расчета полупроводниковых термоэлементов и полупроводниковых микрохолодильников для систем термостабилизации. Увеличение интервала рабочих температур, каскадные термобатареи. Эффективность термоэлектрических трансформаторов тепла. Термомагнитные трансформаторы тепла. Эффект Эттингсхаузена. Схема и принцип работы.

Магнитные трансформаторы тепла. Схема и принцип работы. Метод адиабатного размагничивания. Получение ультранизких криогенных температур.

4.2.2. Практические занятия.

Материал лекций закрепляется практическими и лабораторными работами. На практических занятиях проводится расчет и определение характерных параметров трансформаторов тепла.

Определяются параметры:

  1. Парокомпрессионных трансформаторов тепла.

  2. Теплонасосных трансформаторов тепла.

  3. Газовых трансформаторов тепла с замкнутыми и разомкнутыми процессами.

  4. Абсорбционных холодильных установок.

  5. Пароэжекторных холодильных установок.

  6. Вихревых установок.

  7. Полупроводниковых холодильных установок.




    1. Лабораторные работы.

В процессе выполнения лабораторных работ студенты проводят испытания трансформаторов тепла различных типов с целью сравнения и уточнения расчетных и опытных параметров.

Перечень лабораторных работ:

  1. Испытание парожидкостных компрессионных холодильных установок.

  2. Испытание адиабатной вихревой трубы.

  3. Испытание газовой машины «Филипс»

  4. Испытание микродетандера с внутренним приводом клапанов

  5. Испытание теплового насоса.

  6. Испытание полупроводниковой микрохолодильной установки.




    1. Расчетные задания.

Каждый студент выполняет типовой расчет по индивидуальному заданию.

Тема типового расчета:

«Расчет схемы парокомпрессионного трансформатора тепла (холодильной установки или теплового насоса.)»


    1. Курсовые проекты и курсовые работы.

«Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен».



  1. Образовательные технологии.

Лекционные занятия проводятся в традиционной форме лекций, а также с использованием компьютерных презентаций и видео роликов. Презентация лекций содержат большое количество фотоматериалов. На лекциях ставятся проблемные вопросы, связанные с повышением эффективности трансформаторов тепла и генерирующих установок.

Практические и лабораторные занятия включают освоение методик расчета трансформаторов тепла с разбором ситуаций, связанных с низким значением КПД и рекомендаций к его увеличению. На лабораторных занятиях, кроме проведения традиционных испытаний на реальных установках, для расширения зоны исследования используются компьютерные программы.

Самостоятельная работа включает подготовку к контрольным работам, расчет и оформление типового расчета подготовку к защите, подготовку к зачету и экзамену.


  1. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, устный опрос, защита типового расчета.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

В приложение к диплому вносится оценка за 6 семестр.


  1. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

    1. Литература

а) основная литература:

1. Е.Я.Соколов, В.М. Бродянский. Энергические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. М.: Энергоиздат, 1981 г.

2. А.В.Мартынов. Установки для трансформации тепла и охлаждения. М.: Энергоатомиздат, 1989 г.

б) дополнительная литература:

1. В.М. Бродянский. Эксергетический метод термодинамического анализа. М.: Энергия, 1973 г.

2. С.Н. Богданов. «Холодильная техника. Свойства веществ» М.: Агропромиздат, 1985.

3. В.С. Охотин, А.А. Александров. Таблицы термодинамических свойств хладагентов. М: изд. МЭИ, 2006 г.

4. Справочник по физико-техническим основам криогеники. М.:Энергоиздат, 1973г.

5. Справочник теплоэнергетика и теплотехника, т.4, М.: Энергоиздат, 1989, 1991.


    1. Электронные образовательные ресурсы:

а) Набор слайдов с иллюстрациями по курсу ОТТ.

б) Плакаты по основному оборудованию холодильных установок.


  1. Материально-техническое обеспечение дисциплины.

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для предоставления презентаций лекций и показа учебных фильмов.


Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника» и профилю:


  1. 140104 «Промтеплоэнергетика»

  2. 140106 «Энергообеспечение промпредприятий»

  3. «Автономные энергетические системы»


Программу составил:

к.т.н., доцент Мартынов А.В.

"СОГЛАСОВАНО":

Заместитель директора ИПЭЭФ

к.т.н., доцент Захаров С.В.

«Утверждаю»:

Зав. кафедрой Промышленных теплоэнергетических систем

д.т.н., профессор Рыженков В.А.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины «основы трансформации тепла» iconРабочая программа учебной дисциплины «основы трансформации тепла и процессов охлаждения»
Целью дисциплины является изложение с общих термодинамических и эксергетических позиций, основы теории трансформации тепла для различных...

Рабочая программа учебной дисциплины «основы трансформации тепла» iconРабочая программа учебной дисциплины «Основы материаловедения»
Целями освоения дисциплины «Основы материаловедения» формирование и развитие компетенций в области материаловедения для научно-исследовательской...

Рабочая программа учебной дисциплины «основы трансформации тепла» iconРабочая программа учебной дисциплины «Основы черчения и начертательной геометрии»
Цель дисциплины «Основы черчения и начертательной геометрии» формирование систематизированных знаний и компетенций в области графических...

Рабочая программа учебной дисциплины «основы трансформации тепла» iconРабочая программа учебной дисциплины «История»
Рабочая программа учебной дисциплины «История» разработана на основе примерной программы учебной дисциплины «История», одобренной...

Рабочая программа учебной дисциплины «основы трансформации тепла» iconРабочая программа учебной дисциплины «Основы материаловедения»
Целями освоения дисциплины материаловедения являются осуществление профессионального самообразования и личностного роста

Рабочая программа учебной дисциплины «основы трансформации тепла» iconРабочая программа учебной дисциплины «Основы материаловедения»
Целями освоения дисциплины материаловедения являются осуществление профессионального самообразования и личностного роста

Рабочая программа учебной дисциплины «основы трансформации тепла» iconРабочая программа учебной дисциплины литература для специальностей...
Рабочая программа учебной дисциплины «Литература» предназначена для изучения литературы в учреждениях среднего профессионального...

Рабочая программа учебной дисциплины «основы трансформации тепла» iconПримерная программа учебной дисциплины основы бухгалтерского учета 2010 г
Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)...

Рабочая программа учебной дисциплины «основы трансформации тепла» iconРабочая программа учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)...

Рабочая программа учебной дисциплины «основы трансформации тепла» iconУчебной дисциплины Литература для образовательных организаций
Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы специальностей спо гуманитарного...

Литература


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
literature-edu.ru
Поиск на сайте

Главная страница  Литература  Доклады  Рефераты  Курсовая работа  Лекции