Рабочая программа

4

1. Цели освоения дисциплины

Целью освоения дисциплины «Надежность теплоэнергетических систем» является усвоение магистрами основных положений теории надежности, выработка у них практических навыков по расчету и оценке показателей надежности действующего оборудования, прогнозу надежности оборудования на стадии проектирования.

2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры

«Надежность теплоэнергетических систем» – одна из определяющих дисциплин технического цикла. Она формирует теоретические знания, практические навыки, вырабатывает компетенции, которые служит основой  для мероприятий по повышению надежности оборудования  предприятий промышленной  теплоэнергетики.

Дисциплина относится к базовой части  и опирается на знания, полученные при изучении дисциплин согласно таблице.

№ п/п	Наименование дисциплины	Наименование разделов, тем, усвоение которых необходимо студентам
1	Математика	Производная и дифференциал; функции нескольких переменных; интегралы; обыкновенные дифференциальные уравнения; уравнения первого и второго порядка в частных производных. Теория вероятностей.
2	Физика	Газовые законы; работа и механическая энергия; общие свойства и молекулярное строение жидкостей; законы сохранения. Термодинамика.
3	Общая электротехника	Цепи постоянного и переменного тока. Сопротивление переменному току. Мощность переменного тока.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Выпускник должен обладать следующими компетенциями :

ПК-4 – готовностью к обеспечению бесперебойной работы, правильной эксплуатации, ремонта и модернизации энергетического, теплотехнического и теплотехнологического оборудования, средств автоматизации и защиты, электрических и тепловых сетей, воздухопроводов и газопроводов;

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

- знать передовые методы повышения надежности теплоэнергетического оборудования, элементы теории вероятностей и математической статистики, основные виды испытаний на надежность; порядок расчета законов распределения и характеристик надежности по результатам испытаний;

- уметь оценивать показатели надежности существующего оборудования, технологических установок, производств; анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследований, измерять основные параметры объекта с помощью типовых приборов;

- владеть навыками расчета и анализа важнейших технико-экономических показателей повышения надежности; методами анализа первичной информации по надежности и классифицировать отказы по их сложности.

4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы 144 ч

4.1. Лекционные занятия

Неделя семестра	Раздел дисциплины, темы лекций и их содержание	Объем в часах / ЗЕ
ОФО, ОЗФО	ЗФО
1	1.1 Математический аппарат ТН; значение современной ТН для разработки и эксплуатации оборудования. Основные понятия, термины и определения, используемые в ТН. 1.2 Требования, предъявляемые к надежности объектов техники. Классификация изделий по надежности. Показатели надежности для невосстанавливаемых и восстанавливаемых объектов. Выбор показателей надежности. Терминология по надежности для систем теплоэнергоснабжения предприятий. 1.3 Особенности систем теплоэнергоснабжения. Основные показатели надежности систем теплоэнергоснабжения. Резервирование как способ повышения надежности. Виды резервирования и область применения.	2/0,056	2/0,056
2	2.1 Моделирование процессов отказа и восстановления систем теплоэнергетического оборудования. Классификация отказов. Внезапные и постепенные отказы. 2.2 Взаимовлияющие отказы. Интегральная и дифференциальная функции распределения наработки на отказ и времени восстановления. 2.3 Статистика отказов и восстановления объектов теплоэнергоснабжения. Метод статистических испытаний (Монте - Карло). 2.4 Классификация и характеристика методов определения показателей надежности. Оценка показателей надежности по экспериментальным данным. 2.5 Характер статистической информации при различных стратегиях испытаний. Методы определения точечных и интервальных оценок показателей надежности.	1/0,028	1/0,028
2	3.1 Методы расчета надежности сложных объектов и систем с однородной структурой. Структурная схема надежности системы. Последовательное и параллельное соединения элементов в системе. 3.2 Комбинированное и сложное соединения элементов. Аналитико-статистический метод. Надежность тепловых сетей. Причины отказов тепловых сетей. 3.3 Резервирование и дублирование. Виды резервирования. Расчет надежности систем со структурной избыточностью. Расчет надежности систем, обладающих временной избыточностью. Оптимальное резервирование и методы его определения. 3.4 Методы расчета показателей надежности систем теплоэнергоснабжения. Обеспечение надежности тепловых сетей в процессе эксплуатации. 3.5 Классификация объектов теплоэнергоснабжения по надежности.	1/0,028	1/0,028
3	4.1 Теория выбросов случайных процессов. Надежность систем при коррозионном характере разрушения. Оценка надежности по критерию теплостойкости. 4.2 Надежность тепловых сетей. Модели надежности элементов трубопроводов. Расчеты показателей надежности тепловых сетей. Долговечность объектов. Классификация и характеристика разрушающих факторов и их влияния на долговечность. 4.3 Предельные дефекты и повреждения. Общие принципы расчета показателей долговечности. Расчет ресурса деталей работающих в условиях износа при трении. Долговечность при коррозионном воздействии среды. Модели старения технических объектов. 4.4 Ремонтопригодность оборудования. Составляющие ремонтопригодности: ремонтодоступность; контролепригодность; ремонтоспособность. Показатели ремонтопригодности. 4.5 Обеспечение ремонтопригодности на стадиях разработки и изготовления оборудования. Сохранение ремонтопригодности при эксплуатации и ремонте оборудования.	2/0,056	2/0,056
Итого	6/0,168	6/0,168

4.2. Практические занятия

Неделя семестра	Наименование	Объем в часах/ЗЕ
ОФО, ОЗФО	ЗФО
4-5	1. Элементы теории вероятностей. Расчет статистических оценок, показателей надежности оборудования систем теплоэнергоснабжения предприятий.	4/0,112	1/0,028
6-7	2. Подбор теоретического распределения и проверка согласия между ним и эмпирическими данными.	4/0,112	2/0,056
8-9	3. Расчет надежности систем различными методами.	4/0,112	1/0,028
10-11	4. Расчет надежности трубопроводов с восстанавливаемыми элементами при наличии структурного и временного резервирования.	4/0,112	1/0,028
12-13	5. Расчет оптимального резерва.	4/0,112	1/0,028
14-15	6. Оптимизация водоводов по экономическому критерию.	4/0,112	1/0,028
16	7. Расчет частных показателей ремонтопригодности оборудования и оценка его совершенства по данному фактору.	2/0,056	1/0,028
17	8. Принцип построения, модели расчета надежности сложных систем.	2/0,056	1/0,028
Итого	28/0,778	8/0,222

4.3. Самостоятельная работа студента

№ недели	Вид СРС	Трудоемкость в часах / ЗЕ
ОФО	ОЗФО	ЗФО
4	Домашнее задание Дз 1 Расчет надежности систем различными методами	28/0,78	28/0,78
8	Домашнее задание Дз 2 Расчет показателей ремонтопригодности оборудования	28/0,78	28/0,78
12	Домашнее задание Дз 3 Расчет оптимального резерва	18/0,50	18/0,50
16	Домашнее задание Дз 4 Построение модели расчета надежности сложных систем	18/0,50	18/0,50
-	Изучение теоретического материала и выполнение контрольной работы	-	-	121/3,36
-	Подготовка к экзамену	36/1	36/1	9/0,25
Итого	74/2,06 +36/1	74/2,06 +36/1	159/4,417 +9/0,25

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины предусматриваются методы интерактивного обучения.

Используемые интерактивные формы	Тема занятия	Объем в часах
Разбор и обсуждение конкретных вопросов	Лекции и практические занятия	8
Видеофильмы и презентации	Лекции	3

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Текущий контроль успеваемости и промежуточная аттестация проводятся с использованием фонда оценочных средств. Оценочными средствами промежуточной аттестации являются вопросы к экзамену. Для текущего контроля разработаны тестирование и домашние задания по решению типовых задач по надежности систем теплоэнергоснабжения по самостоятельной работе. Перечень оценочных средств приводится в методических указаниях.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)

59eb5dd36914c29b299c84b7ddaf08ec

Основная литература

1. Леонова, механических систем: учебное пособие. – Москва : Альтаир-МГАВТ, 2014. – 179 c. – Режим доступа:

http://biblioclub. ru/index. php? page=book_red&id=429858. – Загл. с экрана. (06.06.2016)

2. Беляев, теплоэнергетического оборудования ТЭС: учебное пособие. – Томск : Издательство Томского политехнического университета, 2015. – 248 c. – Режим доступа: http://biblioclub. ru/index. php? page=book_red&id=442071. – Загл. с экрана. (12.09.2016)

3. Хорольский, электроснабжения : учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению 140200 «Электроэнергетика» и специальности 140211 «Электроснабжение» / , . – Москва : Форум, 2013. – 128 c.

Дополнительная литература

4. Березкин, и техническая диагностика систем: учебное пособие. – Москва : МИФИ, 2012. – 244 c.  – Режим доступа:http://biblioclub. ru/index. php? page=book_red&id=231590. – Загл. с экрана. (06.06.2016)

5. Ефремов, И. Надежность технических систем и техногенный риск: учебное пособие. – Оренбург : ОГУ, 2013. – 163 c.  – Режим доступа:

http://biblioclub. ru/index. php? page=book_red&id=259179. – Загл. с экрана. (12.09.2016)

6. Васильева, электрооборудования и систем электроснабжения / . – Москва : Горячая линия-Телеком, 2015. – 152 c.

7. Труханов, и диагностика сложных систем : учебник для студентов машиностроительных учебных заведений / , ; под общ. ред. . – Москва : Спектр, 2016. – 175 c.

8. Малафеев, технических систем. Примеры и задачи : учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки 200100 «Приборостроение» и специальности 200103 «Авиационные приборы и измерительно-вычислительные комплексы» / , . – Санкт-Петербург : Лань, 2012. – 320 c. – Доступна электронная версия:

http://e. /books/element. php? pl1_cid=25&pl1_id=2778

9. Надежность систем энергетики. (Сборник рекомендуемых терминов). – Москва : Энергия, 2007. – 194 c.  – Режим доступа:

http://biblioclub. ru/index. php? page=book_red&id=58376. – Загл. с экрана. (06.06.2016)

Методические издания

10. Рындин, теплоэнергетических систем [Электронный ресурс] : методические указания к практическим занятиям и самостоятельной работе для студентов направления подготовки магистров 140100.68 «Теплоэнергетика и теплотехника» очной формы обучения / ; ФГБОУ ВПО «Кузбас. гос. техн. ун-т им. », каф. горн. машин и комплексов. – Кемерово, 2014. – 30 c.  – Режим доступа: http://library. kuzstu. ru/meto. php? n=7588. – Загл. с экрана. (22.08.2016)

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)

Дисциплина обеспечена техническими и электронными средствами обучения с выходом в Интернет, иллюстрационными материалами, раздаточными материалами, видеофильмами и соответствующими электронными ресурсами.

9. Методические указания для студентов

Основной учебной работой студента является самостоятельная работа в течение всего срока обучения. Начинать изучение дисциплины необходимо с ознакомления с целями и задачами дисциплины и знаниями и умениями, приобретаемыми в процессе изучения. Далее следует проработать конспекты лекций, рассмотрев отдельные вопросы по предложенным источникам литературы. Все неясные вопросы по дисциплине студент может разрешить на консультациях, проводимых по расписанию.

При подготовке к практическим занятиям студент изучает теоретический материал в соответствии с лекциями и методическими указаниями к практическим занятиям и в обязательном порядке выполняет домашние задания.

10. Аннотация рабочей программы

В результате изучения дисциплины «Надежность теплоэнергетических систем»  магистрант должен сформировать знания и навыки, необходимые для решения научно-технических задач в теплоэнергетике.

Дисциплина содержит следующие разделы:

1.1 Математический аппарат теории надежности (ТН); значение современной ТН для разработки и эксплуатации оборудования. Основные понятия, термины и определения, используемые в ТН.

1.2 Требования, предъявляемые к надежности объектов техники. Классификация изделий по надежности. Показатели надежности для невосстанавливаемых и восстанавливаемых объектов. Выбор показателей надежности. Терминология по надежности для систем теплоэнергоснабжения предприятий.

1.3 Особенности систем теплоэнергоснабжения. Основные показатели надежности систем теплоэнергоснабжения. Резервирование как способ повышения надежности. Виды резервирования и область применения.

2.1 Моделирование процессов отказа и восстановления систем теплоэнергетического оборудования. Классификация отказов. Внезапные и постепенные отказы.

2.2 Взаимовлияющие отказы. Интегральная и дифференциальная функции распределения наработки на отказ и времени восстановления.

2.3 Статистика отказов и восстановления объектов теплоэнергоснабжения. Метод статистических испытаний (Монте - Карло).

2.4 Классификация и характеристика методов определения показателей надежности. Оценка показателей надежности по экспериментальным данным.

2.5 Характер статистической информации при различных стратегиях испытаний. Методы определения точечных и интервальных оценок показателей надежности.

3.1 Методы расчета надежности сложных объектов и систем с однородной структурой. Структурная схема надежности системы. Последовательное и параллельное соединения элементов в системе.

3.2 Комбинированное и сложное соединения элементов. Аналитико-статистический метод. Надежность тепловых сетей. Причины отказов тепловых сетей.

3.3 Резервирование и дублирование. Виды резервирования. Расчет надежности систем со структурной избыточностью. Расчет надежности систем, обладающих временной избыточностью. Оптимальное резервирование и методы его определения.

3.4 Методы расчета показателей надежности систем теплоэнергоснабжения. Обеспечение надежности тепловых сетей в процессе эксплуатации.

3.5 Классификация объектов теплоэнергоснабжения по надежности.

4.1 Теория выбросов случайных процессов. Надежность систем при коррозионном характере разрушения. Оценка надежности по критерию теплостойкости.

4.2 Надежность тепловых сетей. Модели надежности элементов трубопроводов. Расчеты показателей надежности тепловых сетей. Долговечность объектов. Классификация и характеристика разрушающих факторов и их влияния на долговечность.

4.3 Предельные дефекты и повреждения. Общие принципы расчета показателей долговечности. Расчет ресурса деталей работающих в условиях износа при трении. Долговечность при коррозионном воздействии среды. Модели старения технических объектов.

4.4 Ремонтопригодность оборудования. Составляющие ремонтопригодности: ремонтодоступность; контролепригодность; ремонтоспособность. Показатели ремонтопригодности.

4.5 Обеспечение ремонтопригодности на стадиях разработки и изготовления оборудования. Сохранение ремонтопригодности при эксплуатации и ремонте оборудования.

11. Внесение изменений