Теоретические основы теплотехники

内容描述: Студенты должны овладеть термодинамическими методами анализа устойчивости состояния и направленности процессов в термодинамических системах, изучить термодинамические свойства веществ, методы расчета изменения термических и калорических параметров состояния в основных равновесных процессах и циклах, изучить основные теоретические положения, точные и приближенные методы решения уравнений процессов тепломассообмена.

贷款数: 5

Пререквизиты:

• Физика

*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:

零件: Вузовский компонент

循环次数: Базовые дисциплины

Цель

• Целью изучения дисциплины является - Дать студентам обширныезнания об основных положениях и законах термодинамики, современных методах анализа и расчётов термодинамических процессов и циклов теплосиловых установок, о фундаментальных законах и методах анализа и расчётах процессов тепломассообмена, выработать практические методы определения характеристик тепломассообменных процессов теплоэнергетических и теплотехнологических установок и систем.

Задача

• Задачами дисциплины являются - в термодинамических сисемах, изучить термодинамические свойства веществ, методы расчета изменения термических и калорических параметров состояния в основных равновесных процессах и циклах, изучить основные теоретические положения, точные и приближенные методы решения уравнений процессов тепломассообмена.

Результат обучения: знание и понимание

• Овладение базовыми знаниями в области теоретических основ теплотехники термодинамическими методами анализа устойчивости состояния и направленности процессов в термодинамических сисемах, изучить термодинамические свойства веществ, методы расчета изменения термических и калорических параметров состояния в основных равновесных процессах и циклах, изучить основные теоретические положения, точные и приближенные методы решения уравнений процессов тепломассообмена.

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• определять термодинамические свойства чистых веществ их смесей, их изменение в термодинамических процессах; использовать основные положения и законы термодинамики для анализа физико-химических процессов.

Результат обучения: формирование суждений

• Анализировать и интерпретировать с позиций теплотехники процессы, происходящие в теплоэнергетических системах, прогнозировать характеристики теплотехнических систем на основе законов и методов теплотехники

Результат обучения: коммуникативные способности

• Уметь решать комплексные задачи в интернациональной и междисциплинарной среде

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• Уметь разрабатывать документацию по совершенствованию технологических процессов на производственных участках на основе закономерностей теплотехники, повышать уровень знаний для освоения профильных дисциплин и профессиональной деятельности

*TeachingMethods(zh-CN)*

В условиях кредитной технологии обучения занятия должны проводиться преимущественно в активных и творческих формах. В числе эффективных педагогических методик и технологий, способствующих вовлечению обучающихся в поиск и управление знаниями, приобретению опыта самостоятельного решения задач, следует выделить: - технология проблемно- и проектно-ориентированного обучения; - технологии учебно-исследовательской деятельности; - коммуникативные технологии (дискуссия, пресс-конференция, мозговой штурм, учебные дебаты и другие активные формы и методы); - метод кейсов (анализ ситуации); - игровые технологии, в рамках которых обучающиеся участвуют в деловых, ролевых, имитационных играх; - информационно-коммуникационные (в том числе дистанционные образовательные) технологии.

Темы лекционных занятий

• Общие понятия технической термодинамики. Термодинамическая система, параметры состояния, термодинамический процесс.
• Первое начало термодинамики. Теплота и работа. Внутренняя энергия. Формулировка первого закона термодинамики. Теплоемкость газа. Универсальное уравнение состояния идеального газа. Смесь идеальных газов.
• Второе начало термодинамики. Основные положения второго закона термодинамики. Энтропия. Цикл и теоремы Карно.
• Термодинамические процессы. Метод исследования термодинамических процессов. Изопроцессы идеального газа. Политропный процесс.
• Термодинамика потока. Первый закон термодинамики для потока. Критическое давление и скорость. Сопло Лаваля. Дросселирование.
• Реальные газы. Свойства реальных газов. Уравнения состояния реального газа. Характеристики влажного воздуха. Термодинамические процессы с водяным паром.
• Термодинамические циклы. Циклы паротурбинных установок. Циклы двигателей внутреннего сгорания. Циклы газотурбинных установок.
• Основные понятия и определения теории теплообмена. Теплообмен теплопроводностью, конвекцией, излучением. Общая характеристики способов теплообмена.
• Теплопроводность. Температурное поле. Уравнение теплопроводности. Стационарная теплопроводность через плоскую стенку, через цилиндрическую стенку, через шаровую стенку.
• Конвективный теплообмен. Закон Ньютона-Рихмана. Краткие сведения из теории подобия. Критериальные уравнения конвективного теплообмена. Расчетные формулы конвективного теплообмена.
• Тепловое излучение. Общие сведения о тепловом излучении. Основные законы теплового излучения.
• Теплопередача. Теплопередача через плоскую стенку, через цилиндрическую стенку. Типы теплообменных аппаратов. Расчет теплообменных аппаратов.

Основная литература

• 1. Кудинов В.А., Карташов Э.М., Стефанюк Е.В. Теплотехника. Учебное пособие. - М.: - Абрис, 2012 г. 2. Техническая термодинамика : учеб. пособие / В. А. Кудинов, Э. М. Карташов. - Изд. 5-е, стереотип. - М. : Высш. шк., 2011. 3. Теплотехника : учебное пособие / А.В. Гдалев [и др.].. — Саратов : Научная книга, 2019. — 287 c. 4. Мирам, А.О. Техническая термодинамика. Тепломассообмен: Учебное издание / А.О. Мирам, В.А. Павленко. - М.: АСВ, 2016. - 352 c. 5. Техническая термодинамика : метод. указания к практ. занятиям / М. Б. Айтмагамбетова. - Усть-Каменогорск : ВКГТУ, 2016. 6. Логинов, В.С. Примеры и задачи по тепломассообмену: Учебное пособие / В.С. Логинов, А.В. Крайнов, В.Е. Юхнов и др. - СПб.: Лань, 2019. - 256 c.

Дополнительная литература

• 7. Теплоэнергетика и теплотехника. В 4 кн.: справочная серия / Б. Г. Борисов [и др.]; под ред. А. В. Клименко, В. М. Зорина. - 4-е изд., стереотип. - М.: Издат. Дом МЭИ, 2007 – 630 с. 8. Далсвен Т., Борисова Н.Г., Семенова Л.А. Научно-технические проблемы теплоэнергетики и теплотехнологии. Энергоаудит в зданиях: Введение методы и инструменты: Учебное пособие. – Алматы: АИЭС, 2009. – 111 с. 9. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях: учебник для вузов/ О.Л. Данилов, А.Б. Гаряев, И.В. Яковлев и др.: под.ред. А.В. Клименко. – М.: Издательский дом МЭИ, 2010. – 424 с. 10. Меркулов, М. В. Теплотехника и теплоснабжение геологоразведочных работ : учеб. пособие / М. В. Меркулов, В. А. Косьянов. - Волгоград : Ин-Фолио, 2009. - 261 с. 11. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче – М.: Энер-гия, 1975. – 280 с. 12. Основы термодинамики и теплотехники : учебник / С. Квон, М. Альжанов. - Астана : Фолиант, 2010.