Скачать 148.46 Kb.
|
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»
Москва – 2010
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:
Задачами дисциплины являются:
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:
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:
Уметь:
Владеть:
4. Структура и содержание дисциплины.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.
4.2.1 Лекции
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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:
В процессе выполнения лабораторных работ студенты проводят испытания трансформаторов тепла различных типов с целью сравнения и уточнения расчетных и опытных параметров. Перечень лабораторных работ:
Каждый студент выполняет типовой расчет по индивидуальному заданию. Тема типового расчета: «Расчет схемы парокомпрессионного трансформатора тепла (холодильной установки или теплового насоса.)»
«Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен».
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.
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.
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.
а) Набор слайдов с иллюстрациями по курсу ОТТ. б) Плакаты по основному оборудованию холодильных установок.
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:
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. |
Рабочая 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 материаловедения» Целями освоения дисциплины «Основы материаловедения» формирование и развитие компетенций в области материаловедения для научно-исследовательской... |
||
Рабочая 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 «История» Рабочая программа учебной дисциплины «История» разработана на основе примерной программы учебной дисциплины «История», одобренной... |
||
Рабочая программа учебной дисциплины «Основы материаловедения» Целями освоения дисциплины материаловедения являются осуществление профессионального самообразования и личностного роста |
Рабочая программа учебной дисциплины «Основы материаловедения» Целями освоения дисциплины материаловедения являются осуществление профессионального самообразования и личностного роста |
||
Рабочая программа учебной дисциплины литература для специальностей... Рабочая программа учебной дисциплины «Литература» предназначена для изучения литературы в учреждениях среднего профессионального... |
Примерная 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 Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)... |
Учебной дисциплины Литература для образовательных организаций Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы специальностей спо гуманитарного... |
Поиск на сайте Главная страница Литература Доклады Рефераты Курсовая работа Лекции |