Планирование самостоятельной работы студентов
№ | Модули и темы | Виды СРС | Неделя семестра | Объем часов | |
обязательные | дополнительные | ||||
Модуль 1 | |||||
1.1 | 1. Основы анализа экспериментальных данных | 1. Работа с учебной литературой. 2. Подготовка к лабораторным занятиям 3. Проработка лекций | 1. работа с дополнительной литературой; | 1,2 | 8 |
1.2 | 2. Методы и техника измерения температуры | 1. Работа с учебной литературой. 2. Подготовка к лабораторным занятиям. 3. Проработка лекций | 1. работа с дополнительной литературой; | 3,4 | 8 |
1.3 | 3. Способы создания и измерения давлений | 1. Работа с учебной литературой. 2. Подготовка к лабораторным занятиям. 3. Проработка лекций | 1. работа с дополнительной литературой; | 5,6 | 8 |
Всего по модулю 1: | 24 | ||||
Модуль 2 | |||||
2.1 | 4. Экспериментальные методы исследования теплофизических свойств веществ | 1. Работа с учебной литературой. 2. Подготовка к лабораторным занятиям. 3. Проработка лекций. | 1. работа с дополнительной литературой; | 7,8 | 8 |
2.2 | 5. Методы изучения поверхности | 1. Работа с учебной литературой. 2. Подготовка к лабораторным занятиям. 3. Проработка лекций. | 1. работа с дополнительной литературой; | 9,10 | 8 |
2.3 | 6. Калориметрия | 1. Работа с учебной литературой. 2. Подготовка к лабораторным занятиям. 3. Проработка лекций. | 1. работа с дополнительной литературой; | 11,12 | 8 |
Всего по модулю 2: | 24 | ||||
Модуль 3 | |||||
3.1 | 7. Методы измерения расхода однофазных и многофазных сред | 1. Работа с учебной литературой. 2. Подготовка к лабораторным занятиям. 3. Проработка лекций | 1. работа с дополнительной литературой; | 13,14 | 8 |
3.2 | 8. Методы измерения механических величин | 1. Работа с учебной литературой. 2. Подготовка к лабораторным занятиям. 3. Проработка лекций | 1. работа с дополнительной литературой; | 15,16 | 8 |
3.3 | 9. Экспериментальные установки и оборудование | 1. Работа с учебной литературой. 2. Подготовка к лабораторным занятиям. 3. Проработка лекций | 1. работа с дополнительной литературой; | 17,18 | 8 |
Всего по модулю 3: | 24 | ||||
Всего за семестр: | 72 | ||||
4. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | Темы дисциплины необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||||||||
| ||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
1. | Выпускная квалификационная работа | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
5. Содержание дисциплины.
Модуль 1:
Тема 1. Основы анализа экспериментальных данных. Классификация ошибок. Классификация ошибок измерений. Грубые ошибки. Систематические ошибки. Причины возникновения систематических ошибок Случайные ошибки. Анализ и обработка экспериментальных данных. Обзор программного обеспечения для выполнения анализа и обработки экспериментальных данных. Анализ результатов измерений. Анализ результатов измерений случайной величины. Распределение результатов измерений случайной величины. Распределение Гаусса. Среднеквадратичная ошибка отдельного измерения и среднего значения. Косвенные измерения. Ошибки косвенных измерений. Косвенные измерения. Функции случайных величин.
Тема 2. Методы и техника измерения температуры. Основные сведения о температуре и температурных шкалах. Классификация датчиков и температуры. Термоэлектрические термометры. Элементы теории термоэлектрических явлений. Особенности измерений термо-ЭДС. Компенсационный метод. Лабораторные и автоматические потенциометры. Температуры сопротивления. Устройство термометров. Характеристики и область применения. Образцовый термометр сопротивления. Схемы включения термометров в измерительную цепь. Погрешности измерения температуры. Бесконтактные методы измерения температуры. Основные законы излучения черного тела. Излучательные характеристики. Яркостная, цветовая и радиационная температуры. Устройство пирометров. Методы градуировки. Погрешности измерения температуры.
Тема 3. Способы создания и измерения давлений. Абсолютные и относительные методы. Типы манометрических преобразователей, их характеристики, градуировка. Способы создания высоких и сверхвысоких давлений. Элементы систем высокого давления (пьезометры, мультипликаторы, термокомпрессоры и др.). Разделительные устройства (затворы, мембраны, сильфоны). Датчики равновесия. Методы измерения давлений. Грузопоршневой манометр. Погрешности измерения давления.
Модуль 2:
Тема 4. Экспериментальные методы исследования теплофизических свойств веществ. Методы измерения плотности (удельного объема) твердых, жидких, газообразных веществ. Гидростатическое взвешивание. Метод пикнометра, пьезометра переменного и постоянного объемов. Методы исследования зависимости плотности твердых тел от температуры. Измерение тепло - и температуропроводности веществ. Стационарные методы измерения теплопроводности твердых, жидких и газообразных сред. Теоретические основы методов. Влияние конфигурации. Система поправок при расчетах коэффициента теплопроводности. Примеры экспериментальных установок. Нестационарные методы измерения теплопроводности. Определение температуропроводности веществ. Методы регулярного режима первого, второго и третьего рода. Методы, позволяющие измерить комплекс теплофизических свойств. Примеры автоматизации теплофизического эксперимента. Измерение вязкости жидкостей и газов. Стационарные методы (истечение через капилляр и пористые среды, вращающиеся цилиндры). Нестационарные методы (крутильные маятники, реактивный метод и др.). Особенности конструкций измерительных ячеек. Современные методы применительно к агрессивным средам. Методы исследования фазового равновесия. Измерение давления насыщенного пара (метод статический, вскипания, точек кипения), давления сублимации (методы Ленгмюра и Кнудсена). Измерение температуры плавления твердых тел. Методы исследования калорических свойств веществ. Теория калорического эксперимента. Типы калориметров. Тепловое значение калориметра. Измерение теплоемкости и энтальпии, теплоты, фазовых переходов. Стационарные и нестационарные методы. Методы измерения поверхностного натяжения и краевых углов смачивания жидкостей (метод капиллярного поднятия, максимального давления в пузырьке, отрыва капель, пластины, кольца). Особенности применения методов. Стационарные методы определения местных и средних коэффициентов теплоотдачи в конвективном теплообмене, при кипении и конденсации. Способы создания стационарных тепловых потоков на поверхности теплообмена, применение вспомогательной жидкости, электрический и электронный обогрев. Реализация заданного типа граничных условий на поверхности теплообмена при различных способах создания тепловых потоков. Способы определения величины плотности теплового потока на поверхности теплообмена, по изменению энтальпии вспомогательной жидкости, мощности, выделяемой в электрических нагревателях, по градиенту температуры в стенке. Тепломеры. Методы измерения паросодержания в канале. Исследование термической неравновесности. Нестационарные методы определения коэффициентов теплоотдачи. Методы регулярного режима. Метод ’’двух точек’’. Измерение тепловых потоков в экспериментах на ударных трубах. Особенности измерения нестационарной температуры теплоотдающей поверхности. Анализ ошибок определения значений местных и средних коэффициентов теплоотдачи.
Тема 5. Методы изучения поверхности. Исследование поверхности наноразмерных материалов. Поверхности твердых материалов и наноразмерные материалы – особенности строения и свойств, проблемы изучения. Взаимодействие зондирующего излучения с веществом. Сверхвысокий вакуум: необходимость применения, основы техники СВВ. Классификация и сравнительная характеристика методов исследования поверхности. Сканирующая зондовая микроскопия. Сканирующая зондовая микроскопия, основные принципы и узлы (пьезосканеры, зонды, система обратной связи). Основные методы зондовой микроскопии. Сканирующая туннельная микроскопия и спектроскопия. Атомно-силовая микроскопия. Атомно-силовая (сканирующая силовая) микроскопия. Кантилеверы, их взаимодействие с поверхностью. Силовая спектроскопия. Работа атомносилового микроскопа в контактной, неконтактной, полуконтактной модах, микроскопии латеральных сил, фазового контраста, растекания. Методы неконтактной зондовой микроскопии и зондовой литографии. Методы электросиловой, емкостной, Кельвина, магнитно-силовой микроскопии. Ближнепольный оптический микроскоп. Сканирующая зондовая литография.
Тема 6. Калориметрия. Теплоемкость. Теплоемкость. Определение теплоемкости. Температурная зависимость теплоемкости. Значение теплоемкости в науке и промышленности. Адиабатическая калориметрия. Адиабатическая калориметрия. Изотермическая калориметрия. Сканирующая калориметрия. Сканирующая калориметрия. Калориметрия переменного теплового потока. Дифференциальная сканирующая калориметрия. Дифференциальный термический анализ. Основные типы промышленно выпускаемых калориметров.
Модуль 3:
Тема 7. Методы измерения расхода однофазных и многофазных сред. Значение приборов для измерения расхода и количества жидкости, газа и пара. Современные требования к приборам для измерения расхода и количества. Расходомеры переменного перепада давления. Стандартные диафрагмы и сопла. Турбинные и шариковые расходомеры и счетчики. Камерные расходомеры и счетчики. Вихревые расходомеры. Электромагнитные расходомеры. Акустические расходомеры. Кориолесовые расходомеры. Тепловые расходомеры. Оптические расходомеры. Меточные расходомеры. Измерение расхода двухфазных веществ. Измерение расхода трехфазных и трехкомпонентных веществ.
Тема 8. Методы измерения механических величин. Методы измерения линейных величин. Микрометр. Оптиметр. Измерительный микроскоп. Измерительный проектор. Компаратор. Катетометр. Нивелир. Дальномер. Локатор. Эхолот. Методы измерения угловых величин. Гониометр. Коллиматор. Буссоль. Кипрегель. Теодолит. Секстан. Методы угловой ориентации приборов. Магнитный компас. Гирокомпас. Методы измерения колебаний, сил и моментов инерции. Измерение и запись механических колебаний. Методы создания колебаний. Акустические приборы. Приемники колебаний и их параметры. Методы звукозаписи и звуковоспроизведения. Методы измерения сил и приборы на их основе. Методы измерения массы, плотности и момента инерции.
Тема 9. Экспериментальные установки и оборудование. Замкнутые и разомкнутые контуры для исследования теплообмена при течении в трубах однофазной жидкости, способы создания циркуляции рабочей жидкости в контуре. Специальные циркуляционные насосы. Специфические особенности установок для исследования процессов кипения и конденсации обычных и жидкометаллических
6. Семинарские и лабораторные занятия
6.1. Темы лабораторных занятий.
Модуль 1:
Лабораторная работа№1. Обработка данных прямых измерений.
Лабораторная работа№2. Измерение температуры термометром сопротивления и термопарой.
Лабораторная работа№3. Измерение давления.
Модуль 2:
Лабораторная работа№4. Исследование кинетики роста-диссоциации газогидратов.
Лабораторная работа№5. Исследование теплоотдачи при естественной конвекции около горизонтального и вертикального цилиндра в атмосфере различных газов.
Лабораторная работа№6. Сканирующая зондовая литография.
Модуль 3:
Лабораторная работа№7. Определение расхода воды расходомером накладного типа.
Лабораторная работа№8. Измерения колебаний, сил и моментов инерции.
Лабораторная работа№9. Теплофизическое исследование мерзлых грунтов.
7. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля).
7.1. Примерные вопросы к зачету
У
1.Классификация ошибок измерений. Грубые ошибки. Систематические ошибки. Случайные ошибки.
2. Программное обеспечение для выполнения анализа и обработки экспериментальных данных.
3. Анализ результатов измерений случайной величины. Распределение результатов измерений случайной величины.
4. Распределение Гаусса. Среднеквадратичная ошибка отдельного измерения и среднего значения.
5. Ошибки косвенных измерений. Косвенные измерения. Функции случайных величин.
6. Анализ результатов совместных измерений. Измерение функциональных зависимостей.
7. Интерполяция и аппроксимация экспериментальных данных. Метод наименьших квадратов.
8. Основные сведения о температуре и температурных шкалах. Классификация датчиков и температуры.
9. Термоэлектрические термометры. Элементы теории термоэлектрических явлений.
10. Особенности измерений термо-ЭДС. Компенсационный метод.
11. Температуры сопротивления. Устройство термометров. Характеристики и область применения.
12. Бесконтактные методы измерения температуры. Излучательные характеристики. Яркостная, цветовая и радиационная температуры. Устройство пирометров.
13. Абсолютные и относительные методы. Типы манометрических преобразователей, их характеристики, градуировка.
14. Разделительные устройства (затворы, мембраны, сильфоны). Методы измерения давления.
15. Методы измерения плотности (удельного объема) твердых, жидких, газообразных веществ.
16. Измерение тепло - и температуропроводности веществ. Стационарные методы измерения теплопроводности твердых, жидких и газообразных сред.
17. Нестационарные методы измерения теплопроводности. Определение температуропроводности веществ. Методы регулярного режима первого, второго и третьего рода.
18. Измерение вязкости жидкостей и газов. Стационарные методы (истечение через капилляр и пористые среды, вращающиеся цилиндры).
19. Методы исследования фазового равновесия.
20. Методы исследования калорических свойств веществ.
21. Измерение теплоемкости и энтальпии, теплоты, фазовых переходов. Стационарные и нестационарные методы.
22. Методы измерения поверхностного натяжения и краевых углов смачивания жидкостей (метод капиллярного поднятия, максимального давления в пузырьке, отрыва капель, пластины, кольца).
23. Стационарные методы определения местных и средних коэффициентов теплоотдачи в конвективном теплообмене, при кипении и конденсации.
24. Способы создания стационарных тепловых потоков на поверхности теплообмена, применение вспомогательной жидкости, электрический и электронный обогрев.
25. Реализация заданного типа граничных условий на поверхности теплообмена при различных способах создания тепловых потоков.
26. Способы определения величины плотности теплового потока на поверхности теплообмена, по изменению энтальпии вспомогательной жидкости, мощности, выделяемой в электрических нагревателях, по градиенту температуры в стенке. Тепломеры.
27. Методы измерения паросодержания в канале. Исследование термической неравновесности.
28. Нестационарные методы определения коэффициентов теплоотдачи. Методы регулярного режима. Метод ’’двух точек’’.
29. Особенности измерения нестационарной температуры теплоотдающей поверхности.
30. Значение приборов для измерения расхода и количества жидкости, газа и пара. Современные требования к приборам для измерения расхода и количества.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
