Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(ВлГУ)

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор,

проректор по учебной работе

_________________________

«_____»______________ 2013 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

модуля МДК 02.03. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

программы повышения квалификации

«Повышение энергетической эффективности. Внедрение энергосберегающих технологий»

Направление: 140100 «Теплоэнергетика». 140200 «Электроэнергетика».

270102 «Промышленное и гражданское стороительство»

профиль: «Энергосберегающие технологии в промышленности и социально-значимых секторах экономики»

профилизация: «Производство энергоэффективных наномодифицированных теплоизоляционных материалов на основе пеностекла и пеноалюмосиликатов»

I. Аннотация

В учебном материале модуля раскрываются теоретические основы понятия о теплотехнике, теплопроводности, о температурном поле, градиенте, потоке и принципиальных направлениях использования теплоты. Изучаются вопросы передачи тепла через разделяющие стенки (теплопередача) и методика решения различных ситуационных задач. Рассматриваются вопросы передачи тепла теплопроводностью, конвекцией, лучеиспусканием, потери тепла в окружающую среду при сложном теплообмене через плоские, цилиндрические, шаровые одно и многослойные стенки. Даются понятия коэффициентов теплопповодности, теплоотдачи, лучеиспускания, теплопроводности, теплопередачи, термического сопротивления. Знания, полученные в данном курсе дают обучающимся представления о критериях оценки и методах расчета теплофизических свойств неорганических материала и изделий на их о основе.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Автор программы , доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Химические технологии»

Цель междисциплинарного курса «Теплопередача.» – обучить слушателей

теоретическим знаниям и навыкам, необходимым для решения задач направления «Энергосберегающие технологии в промышленности и социально значимых секторах экономики» по профилю подготовки «Производство энергоэффективных наномодифицированных теплоизоляционных материалов на основе пеностекла и пеноалюмосиликатов и других неорганических теплоизоляционных материалов. Для достижения поставленной цели слушатели изучают: основы теории теплообмена, теплопроводность, основы теории теплопередачи, теоретические основы лучистого теплообмена, потери тепла в окружающую среду при сложном теплообмене, решают многовариантные ситуационные задачи.

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих профессиональных компетенций:

Оценивать свойства теплоизоляционных материалов и изделий на их основе посредством проведения расчетов. Проводить оценку тепловых потерь и энергоэффектив-ность использования теплоизоляции материалов и конструкций.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

- определение передачи теплового потока от теплоизоляционного материала в окружающую среду за счет конвекции;

- определение передачи теплового потока через плоскую стенку из теплоизоляционного материала за счет теплопроводности;

- определение передачи теплового потока через цилиндрическую стенку из теплоизоляционного материала за счет теплопроводности;

- определение передачи теплового потока через шаровую стенку из теплоизоляционного материала за счет теплопроводности;

- определение теплопередачи теплового потока от теплоносителя в окружающую среду через плоскую стенку из теплоизоляционного материала;

- определение теплопередачи теплового потока от теплоносителя в окружающую среду через плоскую стенку из теплоизоляционного материала;

определение теплопередачи теплового потока от теплоносителя в окружающую среду через плоскую стенку из теплоизоляционного материала;

Уметь:

- проводить расчеты по определению термического сопротивления, теплопроводности, теплопередачи теплоизоляционного материала через плоские, цилиндрические и шаровые одно - и многослойные стенки, температуры на поверхности стенок;

Владеть:

- методикой расчета теплофизических свойств теплоизоляционного материала;

- методикой выбора теплоизоляционных материалов с учетом требований по их эксплуатации

II. Содержание

2.1 Тематика лекционного курса

Тема 1. Основы теории теплообмена. Теплопроводность

Вопросы: 1. Понятие о теплотехнике и принципиальных направлениях использования теплоты. 2. Понятие теплопроводности

3.Стационарная теплопроводность однородной однослойной плоской стенки.

4. Стационарная теплопроводность однослойной цилиндрической стенки. Граничные условия первого рода.

Тема 2 Основы теории теплопередачи

Вопросы:1. Теплопередача через однослойную плоскую стенку в стационарном режиме. 2. Теплопередача через однослойную цилиндрическую стенку в стационарном режиме. 3. Теплопередача для шаровой стенки.

Тема 3. Лучистый теплообмен, теоретические основы

Вопросы: 1. Общие понятия лучистого теплообмена. 2.Характеристика тел (белое, черное, серое, цветное, диатермичное) . Закон Кирхгофа. 2. Законы Планка и смещения Вина. Полное количество энергии, излучаемой абсолютно черным телом. 3. Схема передачи тепла излучением. 4. Теплообмен между телами в общем виде. 5. Сложный теплообмен

Тема 4. Потери тепла в окружающую среду при сложном теплообмене

Вопросы: 1. Потери тепла в окружающую среду через кладку печи. 2. Расчет температуры внутренней поверхности кладки для высокотемпературных пламенных печей.

3. Потери тепла корпусом для вращающихся печей 4. Потери тепла излучением через открытые отверстия. 5 . Потери тепла от утечки газов.

6. Коэффициент диафрагмирования. 7. Потери тепла в окружающую среду через кладку стен и свода по зонам

2.2 Тематика практических занятий

Тема 1. Основы теории теплообмена

Практическое занятие 1.1. Теплопроводность однослойной плоской, цилиндрической и шаровой стенок

Вопросы: 1.Теплопроводность плоской стенки в стационарном режиме.

2. Варианты решения задач теплопроводности через плоскую стенку

3. Теплопроводность через цилиндрическую и шаровую стенки.

Практическое занятие 1.2. Теплопроводность многослойных плоской и цилиндрической стенок.

Вопросы:

1.Теплопроводность многослойных стенок в стационарном режиме.

2. Варианты решения задач теплопроводности через многослойную плоскую стенку

Практическое занятие 1.3. Теплопроводность цилиндрических и шаровых стенок.

Вопросы 1. Теплопроводность одно и многослойной цилиндрической и шаровой стенок.

2. Конвективный теплообмен. 3. Варианты решения задачи теплопроводности через многослойную цилиндрическую стенку.

Тема 2. Основы теории теплопередачи

Практическое занятие 2.1. Теплопередача через многослойную плоскую стенку

Вопросы: 1. Теплопередача через плоскую стенку в граничных условиях

третьего рода. 2 Задачи и и варианты решения задания теплопередачи через

многослойную плоскую стенку.

Практическое занятие 2.2. Теплопередача через многослойную цилиндрическую и шаровую стенки

Вопросы:

1. Теплопередача через цилиндрическую стенку в граничных условиях третьего рода.

2. Задачи для определения теплопередачи цилиндрической стенки.

3. Варианты решения задания по теплопередаче через многослойную цилиндрическую стенку.

4. Вопросы и задачи для самоподготовки

Тема 3. Лучистый теплообмен, теоретические основы

Практическое занятие 3.1. Потери тепла через кладку и своды печей

Вопросы: 1. Потери тепла в окружающую среду через кладку стен и свода 2 Варианты решения задач.

Тема 4. Потери тепла в окружающую среду при сложном теплообмене

Практическое занятие 4.1. Потери тепла через отверстия печей и утечки газа.

Вопросы: 1. Потери тепла корпусом для вращающихся печей 2. Потери тепла излучением через открытые отверстия. 3 . Потери тепла от утечки газов. 3. Коэффициент диафрагмирования.

III. Материально-технические условия реализации программы

Персональные компьютеры, мультимедийное оборудование (компьютеры, проекторы, экраны, компьютерный класс), кинофильмы, презентации.

Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, составляет 100 %.

IV. Учебно-методическое обеспечение программы

Методические рекомендации и пособия по изучению курса

Принципиальные технологии обучения

1. Концентрированное обучение – глубокое изучение дисциплин за счет объединения занятий в блоки.

2. Проблемное обучение – последовательное и целенаправленное выдвижение перед обучающимися задач, разрешая которые обучаемые активно усваивают знания.

3. Слушатели осваивают теоретический материал по лекциям и закрепляют теоретические знания при решении ситуационных задач из курса практических занятий

Содержание комплекта учебно-методических материалов

1. Учебный план программы повышения квалификации

2. Учебно-тематический план МДК 02.03

3. Рабочая программа МДК 02.03.

4. Лекционный курс МДК 02.03

5. Курс практических занятий МДК 02.03

6. Тесты к зачету

7. Учебное пособие по термодинамике и теплотехнике (1. Христофоров термодинамика и теплотехника: практ. пособие. В 2 ч. Ч. 2. Теплопередача / ; Владим. го. унт. – Владимир: изд-во Владим. гос. ун-та, 2011. – 74 с. – ISBN 7-1)

Контрольные вопросы

1. Понятие о теплотехнике и принципиальных направлениях использования теплоты.

2. Понятие теплопроводности. Общие определения.

3. Стационарная теплопроводность однородной однослойной плоской стенки.

4. Стационарная теплопроводность однослойной цилиндрической стенки. Граничные условия первого рода.

5. Уравнение стационарной теплопроводности однослойной цилиндрической стенки

6. Стационарная теплопроводность многослойной плоской стенки.

7. Стационарная теплопроводность многослойной цилиндрической стенки.

8. Конвективный теплообмен Основные определения.

9. Использование основ теории подобия для расчета коэффициентов свободной и вынужденной конвекции.

10. Безразмерные комплексы для теплотехнических расчетов.

11. Теплоотдача при свободной и вынужденной конвекции.

12. Теплопередача через однослойную плоскую стенку.

13. Теплопередача через однослойную цилиндрическую стенку .

14. Теплопередача через многослойную плоскую стенку.

15. Теплопередача через многослойную цилиндрическую стенку

16. Общие понятия лучистого теплообмена. Закон Кирхгофа.

17. Законы Планка и смещения Вина. Полное количество энергии, излучаемой абсолютно черным телом.

18. Лучистый теплообмен между телами. Количество энергии, передаваемой от одного тела к другому.

19. Потери тепла в окружающую среду через кладку стен и свода по зонам.

20. Расчет температуры внутренней поверхности кладки для высокотемпературных пламенных печей.

21. Формула Михеева для расчета лучистого теплообмена между газом (первое тело) и стенкой (второе тело).

22. Потери тепла корпусом для вращающихся печей

23. Потери тепла излучением через открытые отверстия.

24. Потери тепла от утечки газов.

25. Коэффициент диафрагмирования.

Тесты к зачету

Вопрос

Ответ

1.Что изучает наука - теплотехника?

1. Конструктивные особенности тепловых машин.

2. Передачу тепла.

3. Методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты, принцип действия и конструктивные особенности тепловых машин

2.Что означает понятие "теплопроводность"?

1. Передачу тепла от теплоносителя к стенке.

2. Передачу тепла от стенки в атмосферу

3. Передачу тепла через стенку

3.Что означает понятие "теплоотдача"?

1. Передачу тепла от теплоносителя к стенке.

2. Передачу тепла от стенки в атмосферу

3. Передачу тепла через стенку

4.Что означает понятие "теплопередача"?

1. Передачу тепла от теплоносителя к стенке, передачу тепла через стенку, передачу тепла от стенки в атмосферу

2. Передачу тепла от теплоносителя к стенке.

3. Передачу тепла от стенки в атмосферу

4. Передачу тепла через стенку

5. Какой вид теплообмена представлен формулой Q=aDtS

1.Теплопередача

2.Конвекция

3.Кондукция

6. Какой вид теплообмена представлен формулой Q= qSt=

1.Лучеиспускание

2.Конвекция

3.Кондукция (λ/δ) ΔtSτ

7. Какой вид теплообмена представлен формулой Q= qSt= kΔtSτ

1.Лучеиспускание

2.Теплопроводность

3.Теплопередача

8. Какой вид теплообмена представлен формулой?

Q1-2=

1.Лучеиспускание

2.Теплопроводность

3.Теплопередача

9. Что представляет собой формула:

q1-2=

1.Лучистый теплообмен между газом и стенкой

2. Лучистый теплообмен между слоями стенки

3. Тепловой поток между слоями стенок

10. Что представляет собой формула:

1. Определение коэффициента теплоотдачи от печных газов к стенкам

2. Определение коэффициента теплоотдачи для высокотемпературных пламенных печей.

3. Определение коэффициента теплоотдачи коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стенок в окружающую среду

11. Что представляет собой формула:

1. Теплопередача через кладку печи, кДж/ч

2. Тепловые потери через кладку печи, кВт

3. Тепловой поток через отдельно взятую зону поверхность кладки печи в окружающую среду, кВт

12. Что представляет собой формула:

Qлуч = 0,0057[(Tпр/10Tокр/100)4] (Tпр/100)4Fφz

1. Потери тепла излучением от свода печи в окружающую среду.

2. Потери тепла излучением через рабочие окна печи

3. Потери тепла излучением с отходящими газами

Ключ к тестам по модулю МДК 02.03 «Теплопередача.»

Вариант

ответа

Номер вопроса

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

+

+

+

+

2

+

+

3

+

+

+

+

+

+

Литература

а) основная литература

1. А, , Техническая термодинамика и теплопередача, учебник, Серия: Бакалавр, изд: Юрайт-Издат, ООО, 2011.,  560 с

ISBN: 

2. , , Салтыкова термодинамика и теплотехника.- : Академия, 2008., 272 с. ISBN: 4999-1
3. , Маханько термодинамики и теплотехники.- : Либроком, 2009.,224 с. ISBN: 0381-0
4. Кузовлев термодинамика и основы теплопередачи. – М.: Высш. школа, 1983 г., 340 с., ЁЁ Медиа ISBN: 0761-1

б) дополнительная литература

1. Христофоров термодинамика и теплотехника: практ. пособие. В 2 ч. Ч. 2. Теплопередача / ; Владим. го. унт. – Владимир: изд-во Владим. гос. ун-та, 2011. – 74 с. – ISBN 7-1

2.Чечеткин : учебник для для хим.-техн. спец. вузов. - М.: Высш. школа, 1986.-344 с.

3. , , Сукомел : Учебник для вузов - 4 - е изд. перераб и доп.-М.: Энергоиздат, 1981., 416 с

4. Лариков . Учебн. для Вузов.- М.: Стройиздат, 19с.

Программа «Повышение энергетической эффективности. Внедрение энергосберегающих технологий» составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлениям: 140100 «Теплоэнергетика». 140200 «Электроэнергетика».270102 «Промышленное и гражданское стороительство»

профиль: «Энергосберегающие технологии в промышленности и социально-значимых секторах экономики»

профилизация: «Производство энергоэффективных наномодифицированных теплоизоляционных материалов на основе пеностекла и пеноалюмосиликатов»

Программу составил ________________________________

Начальник УМУ ___________________________________

Директор ИПКиПК _________________________________