Рабочая программа дисциплины «Термодинамика и теплопередача» (стр. 3 )

5.2. По ТП

а) основная литература:

учебная

1. Теоретические основы теплотехники. Основы тепломассообмена/ ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. ». – Иваново, 2011. – 68 с.

2. , , Теплопередача: Учебник для вузов. – М.: Энергоиздат, 1981. – 416 с.

3. , Основы теплопередачи. – М.: Энергия, 1977. – 344 с.

4. , Задачник по теплопередаче: Учеб. пособие для вузов. – М.: Энергия, 1980. – 288 с.

учебно-методическая

5. , , Пекунова основы теплотехники в примерах и задачах: методические указания для самостоятельной работы / ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. » – Иваново: УИУНЛ ИГЭУ, 2013.– 128 с.

6. В., Созинова задач по разделу "Радиационный теплообмен" курса ТМО: методические указания, ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. », – Иваново: УИУНЛ ИГЭУ, 2013.– 68 с. (№ 000)

7. , , Ракутина теплопроводность. Справочные материалы для решения задач: Метод. указания / «Ивановский государственный энергетический университет им. » – Иваново: УИУНЛ ИГЭУ, 2013. – 32 с. (№ 000)

8. Справочные материалы по разделу "Конвективная теплоотдача в однофазной среде" курса "Тепломассообмен": методические указания для самостоятельной работы / ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. »– Иваново: ОМТ МИБИФ, 2003. – 36 с.

9. , , Никитин процесса нестационарной теплопроводности и термонапряженного состояния твердых тел на имитационной математической модели. Методические указания к выполнению лабораторной работы / ИГЭУ – Иваново: ОМТ МИБИФ, 2003. – 40 с. (№ 000)

10. В., , Гильмутдинов коэффициента теплопроводности твердого тела методом цилиндрического слоя: методические указания по выполнению лабораторной работы по дисциплине "Тепломассообмен" / ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. » – Иваново: РИО ГОУВПО ИГЭУ, 2005. – 12 с. (№ 000)

11. , , Пекунова коэффициента теплопроводности твердого тела методом имитационного моделирования: методические указания по выполнению лабораторной работы по дисциплине "Тепломассообмен" / Ивановский государственный энергетический университет – Иваново: ОМТ МИБИФ, 2003. – 16 с. (№ 000)

12. , Шингарев теплоотдачи при свободной конвекции воздуха: методические указания по выполнению лабораторной работы при изучении дисциплины "Тепломассообмен" / Ивановский государственный энергетический университет – Иваново: ОМТ МИБИФ, 2000. – 24 c. (№ 000)

13. Исследование теплоотдачи при естественной конвекции около вертикального цилиндра методом имитационного моделирования: методические указания по выполнению лабораторной работы при изучении дисциплины "Тепломассообмен" / Ивановский государственный энергетический университет – Иваново: РИО ИГЭУ, 2004. – 32 с. (№ 000)

14. , Ракутина коэффициента теплопередачи через гладкую и оребренную трубу: Методические указания к выполнению лабораторной работы. – Иваново: УИУНЛ ИГЭУ, 2010.– 24 с. (№ 000)

15. , , Щербакова теплоотдачи при вынужденном движении воздуха в трубе: методические указания к выполнению лабораторной работы / Ивановский государственный энергетический университет – Иваново: ОМТ МИБИФ, 2007.—24 с. (№ 000)

16. В., , Сулейманов теплоотдачи при кипении: методические указания по выполнению лабораторной работы при изучении дисциплины "Тепломассообмен" / ФГБОУВПО "Ивановский государственный энергетический университет им. ".– Иваново: УИУНЛ ИГЭУ, 2013. – 20 с. (№ 000)

17. , Созинова интегральной степени черноты твердого тела: методические указания к выполнению лабораторной работы / Ивановский государственный энергетический университет – Иваново: ОМТ МИБИФ, 2006.– 16 с. (№ 000)

18. , Исследование теплопередачи в рекуперативном теплообменном аппарате: методические указания к выполнению лабораторной работы /
Ивановский государственный энергетический университет– Иваново: РИО ИГЭУ, 2008. – 24 с. (№ 000)

19. , , Ракутина основы теплотехники: программа дисциплины и методические указания для выполнения контрольных работ студентами факультета заочного обучения теплотехнических специальностей / ГОУВПО "Ивановский государственный энергетический университет им. ", – Иваново: Б. и., 2007. (№ 000)

20. В., , Пророкова расчет рекуперативного теплообменного аппарата / ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени ». – Иваново, 2013. – 124 с.

b) дополнительная литература:

21. Цветков [учебное пособие для вузов].– 3-е изд., стер.– М.: МЭИ, 2006. – 550 с.

22. , , Применение ЭВМ для решения задач теплообмена: Учеб. пособие для теплофизических и теплоэнергетических специальностей вузов. – М.: Высш. шк., 1990. – 207 с.

23. , , Математическое моделирование тепловой работы промышленных печей. – М. Металлургия, 19с.

24. , Бухмиров расчета теплообменника: Метод. указания к курсовой работе / ИЭИ. – Иваново, 1988.– 32 с.

25. Техническая термодинамика и теплопередача : [курс лекций с краткими биографиями ученых: учебное пособие для вузов] / . – Изд. 3-е, испр. – Москва-Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика: Институт компьютерных исследований, 2007. – 264 с.

26. Техническая термодинамика и теплотехника: [учебное пособие для вузов] / [и др.]; под ред. . – М.: Академия, 2006. – 272 с.

27. Теплотехника: учебник для втузов / [и др.]; под ред. . –Изд. 6-е изд., стер. – М.: Высшая школа, 2008. – 671 с.

28. Теплотехника: [учебник для вузов / и др.]; под ред. , .– Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Изд-во МГТУ им. , 2004.—712 с: ил.—ISBN -7.

29. Кн. 1: Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы: справочник.– 2000. – 528 с: ил. – Загл. 2-го изд. Тепловые и атомные электростанции: справочник / под общ. ред.
, .

30. Кн. 2: Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: справочник. – 2001. – 564 с: ил. – Загл. 2-го изд. Тепловые и атомные электростанции: справочник/ под общ. ред. , .

31. Кн. 3: Тепловые и атомные электростанции: справочник. – 2003. – 648 с: ил. – Загл. 2-го изд. Тепловые и атомные электростанции: справочник/ под общ. ред. ,

32. Кн. 4: Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: справочник / – М.: Энергоатомиздат, 1991.—586 с.: ил. – Загл. 2-го изд. Тепловые и атомные электростанции: справочник / под общ. ред. , .

33. Техническая термодинамика и теплопередача: [учебное пособие для вузов] / , . – 3-е изд., перераб. и доп. – Киев: Выща школа, 1990. – 255 с.

34. Тепломассообмен в ядерных энергетических установках – Изд. 2-е, перераб.– М.: ИздАт, 2008. – 256 с.

c) программное обеспечение, Интернет-ресурсы, электронные библиотечные системы:

35. АС контроля знаний студентов. «Стационарная теплопроводность и теплопередача». Контролирующая программа в оболочке «Attestat» (142 дифференцированных по 4-м тематикам контролирующих заданий). / Подгот. , , и др. – Иваново, ИГЭУ, каф. ТОТ, 2007 г. (Компьютерный класс ауд. А-333)

36. Лабораторная работа на ЭВМ. «Исследование теплоотдачи при естественной конвекции около вертикального цилиндра методом имитационного моделирования». Подгот. .– Иваново, ИГЭУ, каф. ТОТ, 2002 г. (Лаборатория ТМО ауд. А-316)

37. Лабораторная работа на ЭВМ. «Исследование процесса нестационарной теплопроводности на численной имитационной математической модели» / Подгот. , и др.– Иваново, ИГЭУ, каф. ТОТ, 2003.– (Компьютерный класс ауд. А-333, лЛаборатория ТМО ауд. А-316)

38. Лабораторная работа на ЭВМ. «Определение коэффициента теплоотдачи при конденсации пара методом имитационного моделирования» / Подгот. , студ. – Иваново, ИГЭУ, каф. ТОТ, 2007.– (Компьютерный класс ауд. А-333, лаборатория ТМО ауд. А-316)

6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

6.1. По ТТД

1. Лекции:

1.1. электронные учебники: ТТД ч.1, ТТД ч.2,

1.2. аудитория, оснащенная презентационной техникой: проектор, экран, компьютеры/ноутбук – ауд. А-333.

2. Практические занятия:

2.1. компьютерный класс на 16 рабочих мест – ауд. А-333, класс оборудован для проведения практических занятий для одной учебной группы,

2.2. презентационная техника: проектор, экран, компьютеры, ноутбук,

2.3. специализированное ПО: электронные задачники по ТТД ч.1, ТТД ч.2.

3. Лабораторные работы:

лаборатория «Технической термодинамики» ауд. А-317, оснащенная 11-тью учебными стендами (4 физических стенда новые, оборудованы современными измерительными приборами):

· Определение средней изобарной теплоемкости воздуха (2+1=3 шт.),

· Определение коэффициента Пуассона (1 шт.)

· Определение зависимости между давлением и температурой насыщения водяного пара (1 шт. имитационная мат. модель на базе ПЭВМ),

· Исследование процессов влажного воздуха (1+1=2 шт.),

· Исследование процесса истечения газа через суживающееся сопло. Имитационная математическая модель на базе ПЭВМ. (1 шт.),

· Исследование процессов смешения воздуха в потоке (1 шт.),

· Анализ тепловой экономичности цикла газотурбинной установки (1 шт. имитационная мат. модель на базе ПЭВМ),

· Изучение эффекта Джоуля-Томсона (1 шт.).

6.2. По ТП

1. Лекции:

1.1. аудитория, оснащенная презентационной техникой: проектор, экран, компьютеры/ноутбук – ауд. А-333.

2. Практические занятия:

2.1. компьютерный класс на 16 рабочих мест – ауд. А-333, класс оборудован для проведения практических занятий для одной учебной группы,

2.2. презентационная техника: проектор, экран, компьютеры, ноутбук,

3. Лабораторные работы:

лаборатория «Тепломассообмена» ауд. А-316, оснащенная 16-тью учебными стендами (6 физических стенда новые, оборудованы современными измерительными приборами):

· Исследование теплоотдачи горизонтальной трубы в условиях свободной конвекции (1 шт.),

· Исследование теплоотдачи вертикальной трубы в условиях свободной конвекции (1 шт.),

· Определение коэффициента теплопроводности методом цилиндрического слоя (1 шт.),

· Определение коэффициента теплопроводности и теплопотерь трубопровода с помощью тепломера (1 шт.),

· Исследование теплообмена в пластинчатом теплообменнике (1 шт.),

· Определение коэффициента излучения (1 шт.),

· Исследование теплоотдачи при вынужденном движении воздуха в трубе (1 шт.),

· Определение коэффициента теплопередачи при вынужденном течении жидкости в трубе (1 шт.)

· Определение коэффициента теплопроводности твердых тел методом цилиндрического слоя (1 шт.)

· Изучение теплоотдачи при пузырьковом течении жидкости (1 шт.)

· Исследование процесса нестационарной теплопроводности на численной имитационной математической модели: Лабораторная работа на ПЭВМ (1 шт.)

· Изучение теплообмена излучением (1 шт.);

· Определение тепловых свойств твердых тел методом регулярного режима (1 шт.)

· Определение коэффициента теплопередачи при вынужденном течении жидкости в трубе («труба в трубе») (1 шт.)

· Определение коэффициента теплопроводности твердого тела методом имитационного моделирования (1 шт.)

· Исследование теплоотдачи при естественной конвекции около вертикального цилиндра методом имитационного моделирования (1 шт.).

Приложение 1
к ООП по (направлению подготовки, профилю)
подготовки магистра по направлению 140100 “Теплоэнергетика и теплотехника”

профиль подготовки: “Технология воды и топлива на тепловых и атомных электрических станциях”

Аннотация рабочей программы ДИСЦИПЛИНЫ

термодинамика и ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

( наименование дисциплины по учебному плану)

Дисциплина “Термодинамика и теплопередача” является частью цикла общенаучных дисциплин (вариативная часть дисциплин по выбору) подготовки студентов по направлению подготовки 140100.68.

Дисциплина реализуется на ТЭ факультете кафедрой ТОТ.

Дисциплина нацелена на формирование профессиональных компетенций – (ПК-1) способностью и готовностью использовать углубленные знания в области естественнонаучных и гуманитарных дисциплин в профессиональной деятельности; (ПК-2) способностью использовать углубленные теоретические и практические знания, которые находятся на передовом рубеже науки и техники в области профессиональной деятельности, (ПК-5) способностью анализировать естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности.

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с законами технической термодинамики и теплопередачи применительно к системам передачи и трансформации теплоты в теплотехнических установках.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: лекции, лабораторные работы, практические занятия самостоятельная работа студента, консультации, выполнение расчетно-графических работ.

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль успеваемости в статистической (непроизвольной) форме, промежуточный контроль в форме тестирования и рубежный (итоговый) контроль в форме зачета (1 семестр).

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа (38 ауд., 34 с. р.), реализуемых в 1 семестре. Программой дисциплины предусмотрены лекционные – 8 час., практические 16 час., лабораторные занятия 14 час., РГР, самостоятельной работы студента 34 час. .

Приложение 2
к рабочей программе дисциплины
«Термодинамика и теплопередача»

ТЕХНОЛОГИИ И ФОРМЫ ПРЕПОДАВАНИЯ

Рекомендации по организации и технологиям обучения для преподавателя

I. Образовательные технологии

Преподавание дисциплины ведется с применением следующих видов образовательных технологий:

Информационные технологии:

обучение в электронной образовательной среде:

с целью расширения доступа к образовательным ресурсам на сайте кафедры размещены: текст лекций, компьютерный учебник, компьютерный задачник. В компьютерном классе кафедры к лабораторным занятиям имеются тренажеры и тесты на ЭВМ;

увеличения контактного взаимодействия с преподавателем ведется через электронную почту и интернет;

объективность контроля и мониторинга знаний студентов осуществляется через тестовые программы на ЭВМ, разработанные преподавателями кафедры ТОТ.

Контекстное обучение – мотивация студентов к усвоению знаний путем выявления связей между конкретным знанием и его применением, достигается на всех практических, лабораторных занятиях и итоговых тестовых испытаниях.

Междисциплинарное обучение – использование знаний из разных областей математики, физики, химии их группировка и концентрация в контексте решаемых задач по данной дисциплине.

Опережающая самостоятельная работа – изучение студентами нового теоретического материала до его изучения в ходе аудиторных занятий организуется преподавателем при опережении тематик выполняемых по графику учебного процесса практических занятий, РГР и лабораторных работ.

II. Виды и содержание учебных занятий

Раздел 1. ТТД (Техническая термодинамика)

Теоретические занятия (лекции) – 4 часа.

Лекция 1. Циклы паротурбинных установок.

Тип – Лекция, мастер-класс (Лк, МК).

Структура – 1.1. Принципиальная схема и цикл паротурбинной установки (ПТУ) на насыщенном водяном паре (цикл Карно). Практическая целесообразность использования цикла ПТУ на перегретом водяном паре и сжатии рабочего тела в жидкой фазе (цикл Ренкина).

1.2. Идеальный цикл паротурбинной установки и ее КПД. Энергетический баланс идеальной паротурбинной установки. Цикл паротурбинной установки при необратимом адиабатном расширении пара и его тепловая экономичность.

1.3. Влияние начальных параметров и конечного давления на тепловую экономичность ПТУ.

1.4. Промежуточный перегрев пара и его влияние на экономичность ПТУ.

Выбор оптимального давления вторичного перегрева пара. Циклы при сверхкритических параметрах.

1.5. Предельный регенеративный цикл и его КПД. Регенеративные циклы ПТУ при постоянном количестве работающего тела и при отборах пара на регенерацию. Термический и внутренний абсолютный КПД регенеративного цикла ПТУ. Удельные расходы пара и теплоты в ПТУ.

1.6. Уменьшение относительных потерь теплоты в конденсаторе регенеративной ПТУ по сравнению с аналогичной ПТУ без регенерации. Выбор оптимальных давлений отборов пара на регенерацию.

1.7. Термодинамические основы теплофикации. Эксергетические потери цикла ПТУ.

Особенности циклов атомных электростанций с паровым, газовым и другими рабочими телами.

Лекция 2. Энтропийный и эксергетический методы анализа экономичности циклов ТЭУ.

Тип – Информационная лекция с элементами визуализации и проблемной лекции.

Структура – Методы оценки тепловой экономичности ТЭУ: балансовый, эксергетический, Энтропийный. Примеры методики оценки тепловой экономичпости ПТУ по этим методам с иллюстрацией объективности их результатов.

Практические занятия - 8 часов.

Занятие 1. Циклы паротурбинных установок

Форма проведения занятия – решение конкретных задач на основании теоретических и фактических знаний

Занятие 2. Циклы газотурбинных установок

Форма проведения занятия – решение конкретных задач на основании теоретических и фактических знаний

Занятие 3. Циклы парогазовых установок

Форма проведения занятия – решение конкретных задач на основании теоретических и фактических знаний

Занятие 4. Энтропийный и эксергетический анализ экономичности циклов ТЭУ

Форма проведения занятия – решение конкретных задач на основании теоретических и фактических знаний

Лабораторные работы - 7 часов, 2 работы.

Работа 1. Исследование процесса истечения газа через суживающееся сопло на имитационной математической модели.

Форма выполнения - индивидуальная, виртуальная работа на ЭВМ, цель работы – изучение процесса истечения газа через суживающееся сопло на имитационной математической модели, используемое оборудование – ЭВМ и программное обеспечение.

Работа 2. Исследование тепловой экономичности циклов ГТУ

Форма выполнения - индивидуальная, виртуальная работа на ЭВМ, цель работы – изучение зависимости тепловой экономичности циклов ГТУ от степени повышения давления воздуха в компрессоре, температур рабочего тела перед компрессором и газовой турбиной на имитационной математической модели, работа с элементами выбора оптимальных параметров рабочего тела циклов ГТУ, используемое оборудование – ЭВМ и программное обеспечение.

Управление самостоятельной работой студента – 3 часа.

Реализуемые формы управления самостоятельной работой студента:

еженедельные консультации по теоретическому курсу и задачам, задаваемым для самостоятельного решения;

консультации по выполнению РГР;

консультации через электронную почту и средства интернет.

Расчетно-графическая работа (РГР)

Трудоемкость выполнения работы – 8 час.

Задачи, решаемые студентом при выполнении работы:

изучение методов оценки тепловой экономичности ПТУ;

расчет тепловой экономичности ПТУ по балансовому методу;

расчет тепловой экономичности ПТУ по энтропийному методу;

расчет тепловой экономичности ПТУ по эксергетическому методу.

Примерный перечень тем РГР:

Термодинамический анализ тепловой экономичности простого цикла ПТУ;

Термодинамический анализ тепловой экономичности регенеративного цикла ПТУ;

Термодинамический анализ тепловой экономичности цикла ПТУ с вторичным перегревом пара.

Пример задания для РГР «Термодинамический анализ тепловой экономичности простого цикла ПТУ»:

Провести анализ тепловой экономичности по балансовому, энтропийному и эксергетическому методам простого цикла ПТУ.

Исходные данные:

по газовому рабочему телу – термодинамические свойства продуктов сгорания органического топлива (химический состав, изобарная теплоемкость), температура сгорания органического топлива tг, температура уходящих газов tух, температура внешней среды tос;

по водяному рабочему телу – давление и температура пара перед турбиной рО и tО, давление пара в конденсаторе рК, адиабатный коэффициент насоса hн и внутренний относительный КПД турбины hт.

Объем задания:

1. Определить для простого цикла ПТУ балансовый КПД и потери теплоты с уходящими газами и в конденсаторе турбины.

2. Определить для простого цикла ПТУ увеличение энтропии системы за счет необратимостей реальных процессов в ПТУ в расчете на 1 кг водяного пара.

3. Определить для простого цикла ПТУ потери эксергии источника теплоты за счет необратимостей реальных процессов в ПТУ в расчете на 1 кг водяного пара.

4. Провести термодинамический анализ тепловой экономичности ПТУ на основании сравнения результатов расчета показателей экономичности ПТУ по балансовому, энтропийному и эксергетическому методам.

Раздел 2. ТП (Теплопередача)

Теоретические занятия (лекции) – 4 часа.

Лекции 3. Теплопередача.

Тип – Информационная лекция с элементами проблемной лекции, лекции-визуализации и лекции-беседы.

Структура – 3.1. Понятие процесса теплопередачи.

3.2. Расчет теплоотдачи.

3.3. Расчет стационарной теплопроводности в плоской, цилиндрической и шаровой стенке.

3.4. Расчет теплопередачи через плоскую, цилиндрическую и шаровую стенки. Алгоритм расчета теплопередачи через непроницаемые стенки.

3.5. Единая формула расчета теплопередачи.

3.6. Критический диаметр. Выбор изоляции.

3.7. Пути интенсификации процесса теплопередачи.

Лекции 4. Теплообменные аппараты.

Тип – Информационная лекция с элементами проблемной лекции, лекции-визуализации и лекции-беседы.

Структура – 4.1. Классификация теплообменников. Виды расчетов теплообменников. Уравнение теплового баланса теплообменника. Понятие водяного эквивалента. Уравнение теплопередачи. Изменение температуры теплоносителей вдоль поверхности нагрева. Средняя разность температур.

4.2. Тепловой конструктивный и тепловой поверочный расчеты рекуперативного теплообменника.

Практические занятия - 8 часов.

Занятия 5. Теплопередача через плоскую и цилиндрическую стенку

Форма проведения занятия – решение конкретных задач на основании теоретических и фактических знаний

Занятие 6. Расчет теплоотдачи в условиях свободной и вынужденной конвекции

Форма проведения занятия – решение конкретных задач на основании теоретических и фактических знаний

Занятие 7. Расчет теплоотдачи при конденсации и кипении.

Форма проведения занятия – решение конкретных задач на основании теоретических и фактических знаний

Занятие 8. Тепловой расчет теплообменных аппаратов.

Форма проведения занятия – решение конкретных задач на основании теоретических и фактических знаний

Лабораторные работы - 7 часов, 2 работы.

Работа 3. Определение коэффициента теплопроводности методом цилиндрического слоя.

Форма выполнения – в группах по 3-4 человека, работа на реальном оборудовании, цель работы – экспериментальное определение коэффициента теплопроводности материала, используемое оборудование – физический стенд.

Работа 4. Определение коэффициента теплоотдачи при вынужденном движении воздуха в трубе.

Форма выполнения – в группах по 3-4 человека, работа на реальном оборудовании, цель работы – экспериментальное определение коэффициента теплопроводности материала, используемое оборудование – физический стенд.

Управление самостоятельной работой студента – 3 часа.

Реализуемые формы управления самостоятельной работой студента:

еженедельные консультации по теоретическому курсу и задачам, задаваемым для самостоятельного решения;

консультации через электронную почту и средства интернет.

Приложение 3
к рабочей программе дисциплины
«Термодинамика и теплопередача»

ТЕХНОЛОГИИ И ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ

Рекомендации по освоению дисциплины для студента