Программа курса (syllabus) (стр. 4 )

Целью и задачей семестровых заданий являются закрепление и усвоение теоретических знаний, полученных студентами в лекционном курсе и самостоятельной подготовке: приобретение самостоятельных практических навыков расчетов термодинамических расчетов газовых циклов, тепловых расчетов теплообменных аппаратов, а также параметров газовых смесей и циклов паросиловой установки, тепловых двигателей и компрессоров.

Таблица 9 - Задания по семестровым работам.

№№ п/п	Наименование и содержание тем семестровых заданий	Литература
3.5.1	«Расчет газового цикла ». Проанализировать (рассчитать) произвольный прямой обратимый газовый цикл, который состоит из четырех или пяти последовательно осуществляемых термодинамических процессов; рабочее кг сухого воздуха; теплоемкости воздуха при расчетах принимаются постоянными и равными Ср=1,005 кДж/(кг·К) и Сv=0,71 кДж/(кг·К). Газовую постоянную для воздуха принять равной R=0,287 кДж/кг и показатель адиабаты К= Ср/ Сv=1,41. На основании указанных параметров произвести термодинамический расчет газового цикла.	Осн: 10[3-24], 1[30-34]; Доп: 17[450-453].
3.5.2	«Расчет термодинамических процессов компрессора». В поршневом компрессоре производительностью V (м3/ч) политропический сжимается газ с начальными параметрами Р1 (МПа), t1 (0C). Степень сжатия в компрессоре ε=Р2/Р1 , показатель политропы n. На основании указанных параметров произвести расчет параметров термодинамических процессов цикла компрессора.	Осн: 9[30-31]; Доп: 14[217-230].
3.5.3	«Расчет термодинамического цикла паросиловой установки». Произвести расчет термодинамического расчета паросиловой установки. без вторичного и со вторичным перегревом пара, работающей по циклу Ренкина с помощью h, S - диаграммы водяного пара и таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара, если температура и давление пара перед турбиной равны соответственно t1 и Р1, а давление пара в конденсаторе Р2.	Осн: 9[31-36]; Доп: 14[259-270].
3.5.4	«Расчет теплообменных аппаратов». Содержанием данной семестровой работы является расчет основных параметров теплообменного аппарата (количество теплоты Q (Вт)), получаемое нагреваемой водой; коэффициент теплопередачи К [Вт/(м·К)]; средний температурный напор ∆tср (К, 0С); поверхность нагрева F (м2); температуры стенки Тс1 и Тс2 (К, 0С), предназначенные для подогрева воды, циркулирующий внутри трубок. Греющим теплоносителем служат горячая вода. Тип теплообменник «труба в трубе».	Осн: 12[3-39], 9[41-47]; Доп: 17[433-445].
3.5.5	«Газовые смеси и теплоемкости». Газовая смесь задана следующим образом: в массовых gi или объёмных (молярных ri) долях, процентным составом компонентов смеси, давление смеси Рсм (Па), объём смеси Vсм (м3), температура смеси tсм (0С). На основании указанных данных, необходимо провести расчет по определению параметров смеси и компонентов газов и их теплоемкостей.	Осн: 9[5-13]; Доп: 17[446-450].
3.5.6	«Термодинамические циклы тепловых двигателей». Рассчитать свойства рабочего тела (газовой смеси) и термодинамический цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания или газотурбинной установки, если рабочим телом является 1 кг смеси идеальных газов.	Осн: 9[14-25]; Доп: 14[232-238, 245-248].
3.5.7	«Теплопередача в многослойной плоской стенке». Теплота газообразных продуктов горения топлива передаётся через стенку котла кипящей воде. Заданы температура продуктов сгорания топлива (газов) tr (0С), воды tж (0С), коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α1 (Вт/м2·К), от стенки к воде α2 (Вт/м2·К). На основании указанных данных определить термические сопротивления теплопередачи R [(Вт/м2·К)] и количество теплоты Q (Дж) от газов к воде через 1 м3 поверхности стенки в секунду для различных случаев.	Осн: 9[36-41]; Доп: 17[453-455].

3.7 Содержание самостоятельных работ студентов под руководством преподавателя (СРСП)

3.7.1. Содержание самостоятельных работ студентов под руководством преподавателя (СРСП (ауд.)) - 15 часов.

Содержанием СРСП (ауд.) является тестовые или экспресс-опросы по темам и их контрольным вопросам, а также решение задач по модулям и темам.

Задание 1.

1.Тестовый или экспресс-опрос по теме 1.1 и контрольным вопросам по данной теме.

2.Решение задач на «Параметры состояния термодинамической системы и уравнения состояния рабочего тела».

Задание 2.

1.  Тестовый или экспресс-опрос по теме 1.2 и контрольным вопросам по данной теме.

2.  Решение задач на «Теплоемкость, внутренняя энергия и энтальпия рабочего тела. Первый закон термодинамики».

Задание 3.

1.  Тестовый или экспресс-опрос по теме 1.3 и контрольным вопросам по данной теме.

2.  Решение задач на «Второй закон термодинамики».

Задание 4.

1.  Тестовый или экспресс-опрос по теме 1.4 и контрольным вопросам по данной теме.

2.  Решение задач на «Термодинамические процессы идеальных газов».

Задание 5.

1.  Тестовый или экспресс-опрос по теме 1.5 и контрольным вопросам по данной теме.

2.  Решение задач по определению параметров изменения состояния водяного пара расчетным путем и с помощью таблиц и диаграммы h, S водяного пара.

Задание 6.

1.  Тестовый или экспресс-опрос по теме 1.6 и контрольным вопросам по данной теме.

2.  Решение задач на «Истечение газов и паров».

Задание 7.

1.  Тестовый или экспресс-опрос по теме 1.7 и контрольным вопросам по данной теме.

2.  Решение задач на «Термодинамические процессы в компрессорах и циклы ДВС».

Задание 8.

1.  Рубежный контроль № 1 по модулю № 1 «Техническая термодинамика» (темы 1.1-1.8) - с учетом лабораторных работ №№ 1, 2, 3, семестровых заданий №№ 1, 2, контрольных вопросов по модулю № 1 (по темам 1.1-1.8).

Задание 9.

1.  Тестовый или экспресс-опрос по теме 1.8 и контрольным вопросам по данной теме.

2.  Решение задач на «Термодинамические циклы ГТУ и ПСУ».

Задание 10.

1.  Тестовый или экспресс-опрос по теме 2.1 и контрольным вопросам по данной теме.

2.  Решение задач на «Теплопроводность при стационарном режиме».

Задание 11.

1.  Тестовый или экспресс-опрос по теме 2.2 и контрольным вопросам по данной теме.

2.  Решение задач на «Конвективный теплообмен».

Задание 12.

1.  Тестовый или экспресс-опрос по теме 2.3 и контрольным вопросам по данной теме.

2.  Решение задач на «Конвективный теплообмен».

Задание 13.

1.  Тестовый или экспресс-опрос по теме 2.4 и контрольным вопросам по данной теме.

2.  Тестовый или экспресс-опрос по теме 2.5 и контрольным вопросам по данной теме.

Задание 14.

1.  Тестовый или экспресс-опрос по теме 2.6 и контрольным вопросам по данной теме.

2.  Решение задач на «Теплообменные аппараты».

Задание 15.

1.  Рубежный контроль по модулю №2 - с учетом лабораторных работ №№ 4, 5, 6, семестрового задания № 3, контрольных вопросов по модулю № 2 и контрольной работы № 1.

3.7.2. Содержание самостоятельных работ студентов под руководством преподавателя (СРСП (офис)) - 30 часов.

Содержание СРСП (офис.) является консультации по темам, семестровым и лабораторным заданиям и прием семестровых заданий.

Задание 1.

1.  Консультации, закрепление и расширение знаний в области применения дисциплины теплотехники в соответствии с профилем специальности (в развитии энергетики страны, в добыче нефти и газа, в повышении нефте и газоотдачи пластов, в промысловой подготовке нефти и газа, в бурении нефтяных и газовых скважин, при транспортировке и хранении нефти и газа, в горных и транспортных машин, в металлургических процессов).

2.  Консультации, закрепление и расширение знаний по основным понятиям и определениям технической термодинамики: рабочее тело; термодинамическая система; основные параметры состояния; равновесное и неравновесное состояние и процессы; обратимые и необратимые процессы; теплоемкость газов и их смесей.

Задание 2.

1.  Консультация, закрепление и расширение знаний по первому закону термодинамики: принципиальное различие между внутренней энергией и функцией состояния рабочего тела и теплотой и работой как функции процесса; сущность первого закона термодинамики; сущность и физический смысл энтальпии; первый закон термодинамики через параметры состояния.

2.  Консультация по семестровому заданию № 1 и лабораторной работе № 1.

Задание 3.

1.  Консультация, закрепление и расширение знаний по второму закону термодинамики: сущность и основные формулировки второго закона термодинамики; термический к. п.д. теплового двигателя; энтропия; физический смысл соотношения dS ≥ dq/T ; филосовское и статистическое толкование второго закона термодинамики; принцип возрастания энтропии и физический смысл второго закона термодинамики.

2.  Консультации и прием семестрового задания № 1.

Задание 4.

1.  Консультация, закрепление и расширение знаний по изменению энтропии рабочего тела: изменение энтропии в обратимых и необратимых процессах; аналитическое выражение второго закона термодинамики через энтропию; значение цикла Карно.

2.  Консультации по семестровому заданию № 2 и лабораторной работе № 2.

Задание 5.

1.  Консультация, закрепление и расширение знаний по термодинамическим процессам идеальных газов: общие методы исследования термодинамических процессов; теплоемкость политропного процесса и зависимость её от показателя политропы; уравнения первого и второго законов термодинамики для отдельных термодинамический процессов; анализ термодинамических процессов на основе сравнения показателей политропы.

2.  Консультации по теме и лабораторной работе № 3.

Задание 6.

1.  Консультация, закрепление и расширение знаний по истечению, дросселированию газов и паров и по термодинамическим процессам реальных газов и паров: физический смысл первого закона термодинамики для потока; особенности истечения через суживающееся сопло; практическое использование процесса дросселирования; процессы парообразования в P, V -, T, S - и h, S диаграммах водяного пара; уравнения реальных газов.