Наименование, назначение и области применения

Наименование, назначение

и области применения

Учебно-методический комплекс (УМК) по курсу «Теоретические основы теплотехники: Тепломассообмен» предназначен для подготовки студентов высших технических учебных заведений, обучающихся по направлению «Теплоэнергетика».

Он может применяться:

ü  Для подготовки студентов в системе дистанционного обучения;

ü  Для повышения качества подготовки студентов при использовании традиционных методов обучения;

ü  Для лиц, занимающихся самообразованием.

УМК может быть полезен для преподавателей и специалистов, желающих получить дополнительные знания в области энергосбережения.

Структура

Электронное учебное пособие «Тепломассообмен» разрабатывается как комплекс, включающий:

Электронный теоретический курс по разделам учебной дисциплины «Тепломассообмен» (структурированное содержание, развитая система гиперссылок, визуализация, включение внедренных объектов – вычислительных программ на Mathcad, Visual Basic). Комплекс учебных компьютерных моделей – лабораторных работ по курсу тепломассообмена, создаваемых в системе визуального программирования Visual Basic и в системе Mathcad, содержащих в своей структуре интегрированную базу данных, вычислительное ядро и визуализацию результатов. Комплекс расчетных примеров и задач. Комплекс контрольных заданий.

Учебно-методический комплекс представляет собой программный продукт, который может передаваться по сети Internet или распространяться на CD-дисках.

Функциональные возможности

Учебно-методический комплекс базируется на компьютерных моделях, строго структурированных, снабженных перекрестными ссылками текстовых, графических и программных материалах.

Разработанный раздел проектируемого электронного курса посвящен численным методам теплопроводности для нестационарных одномерных задач. По гиперссылкам обучающийся может переместиться в вычислительные Mathcad-программы, подробно ознакомиться с алгоритмом, модифицировать код программы в соответствии со своими задачами, провести численный эксперимент, изменяя параметры задачи (например, значения коэффициентов теплоотдачи, свойства тел, геометрические параметры), проследить за способами визуализации температурного поля и подготовкой анимаций.

Численные эксперименты могут быть проведены в следующих направлениях:

Исследование влияния коэффициента теплоотдачи на температуру поверхности объекта, подвергаемого мощному тепловому воздействию. Исследование влияния свойств материала на максимальную температуру поверхности и теплоотвод от поверхности. Исследование глубины проникания температурных волн. Исследование теплопередачи через стенку, если коэффициент теплоотдачи пульсирует во времени. Исследование температурных режимов стенок цилиндра двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением. Исследование температурных режимов стен здания при погодных и сезонных изменениях температуры. Решение обратной задачи определения температуры среды по измеренным значениям в глубине объекта.

Большинство классических задач теплопроводности, рассматриваемых в учебных курсах тепломассообмена, можно проанализировать в режиме численного эксперимента на представленных компьютерных моделях. Методом счета на установление решаются стационарные задачи теплопроводности, связанные с проблемой интенсификации теплопередачи посредством оребрения. Комплекс учебных исследований выполняется для стационарных и нестационарных задач с внутренними источниками теплоты – с целью имитации работы тепловыделяющих элементов ядерного реактора, и т. д.

Разработанные в Mathcad и интегрированных в электронное пособие простые компьютерные модели демонстрируют основные алгоритмы численного анализа, предоставляют широкие возможности для численных экспериментов с целью усвоения закономерностей тепломассообмена, будучи при этом доступными и открытыми для модификации.