Теоретические основы теплотехники
Описание: Дисциплина формирует у студентов базовые теоретические знания о законах теплопередачи, тепловых процессах и методах их анализа в энергетических системах. В рамках курса рассматриваются основные принципы теплотехники, включая теплопроводность, конвекцию, тепловое излучение, а также методы расчёта тепловых процессов и теплообмена. В результате студенты смогут применять теоретические знания для анализа и оптимизации теплотехнических систем, рассчитывать тепловые характеристики и разрабатывать решения для повышения энергоэффективности оборудования.
Количество кредитов: 6
Пререквизиты:
- Техническая термодинамика (ТТУ)
Трудоемкость дисциплины:
| Виды работ | часы |
|---|---|
| Лекции | 30 |
| Практические работы | 30 |
| Лабораторные работы | |
| СРОП | 30 |
| СРО | 90 |
| Форма итогового контроля | экзамен |
| Форма проведения итогового контроля | Письменный экзамен |
Компонент: Вузовский компонент
Цикл: Профилирующие дисциплины
Цель
- Целью изучения дисциплины является - Дать студентам обширные знания 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 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.
Результат обучения: знание и понимание
- Овладение базовыми знаниями в области теоретических основ теплотехники 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.
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
Методы преподавания
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.
Оценка знаний обучающегося
Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.
| Период | Вид задания | Итого |
|---|---|---|
| 1 рейтинг | Практическая работа №1 | 0-100 |
| Практическая работа №2 | ||
| Практическая работа №3 | ||
| Практическая работа №4 | ||
| Практическая работа №5 | ||
| СРС №1-2 (на выбор 1) | ||
| СРС №3-4 (на выбор 1) | ||
| Рубежный контроль №1 | ||
| 2 рейтинг | Практическая работа №6 | 0-100 |
| Практическая работа №7 | ||
| Практическая работа №8 | ||
| Практическая работа №9 | ||
| СРС №5-6 (на выбор 1) | ||
| СРС №7-8 (на выбор 1) | ||
| Рубежный контроль №2 | ||
| Итоговый контроль | экзамен | 0-100 |
Политика оценивания результатов обучения по видам работ
| Вид задания | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Отлично | Хорошо | Удовлетворительно | Неудовлетворительно | |
| Собеседование по контрольным вопросам | демонстрирует системные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы | демонстрирует прочные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность, явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью, но при этом делает несущественные ошибки, которые исправляет самостоятельно или при незначительной коррекции преподавателем | демонстрирует неглубокие теоретические знания, проявляет слабо сформированные навыки анализа явлений и процессов, недостаточное умение делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает недостаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, делает ошибки которые может исправить только при коррекции преподавателем. | демонстрирует незнание теоретических основ предмета, несформированные навыки анализа явлений и процессов, не умеет делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает слабое владение монологической речью, не владеет терминологией, проявляет отсутствие логичности и последовательности изложения, делает ошибки, которые не может исправить даже при коррекции преподавателем, отказывается отвечать на занятии |
| Работа на практических (семинарских) занятиях | выполнил практическую работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий; в ответе правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления; правильно выполняет анализ ошибок. При ответе на вопросы правильно понимает сущность вопроса, дает точное определение и истолкование основных понятий; сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации; может установить связь между изучаемым и ранее изученным материалом, а также с материалом, усвоенным при изучении других дисциплин. | выполнил требования к оценке «5», но допущены 2-3 недочета. Ответ обучающегося на вопросы удовлетворяет основным требованиям к ответу на 5, но дан без применения знаний в новой ситуации, без использования связей с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изучении других дисциплин; допущены одна ошибка или не более двух недочетов, обучающийся может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью преподавателя. | выполнил работу не полностью, но не менее 50% объема практической работы, что позволяет получить правильные результаты и выводы; в ходе проведения работы были допущены ошибки. При ответе на вопросы обучающийся правильно понимает сущность вопроса, но в ответе имеются отдельные проблемы в усвоении вопросов курса, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала; допущено не более одной грубой ошибки и двух недочетов. | выполнил работу не полностью или объем выполненной части работ не позволяет сделать правильных выводов. При ответе на вопросы демонстрирует не владение основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы; допущены больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 3 или не может ответить ни на один из поставленных вопросов. |
| Различные виды коллоквиумов (устный, письмен-ный, комбиниро-ванный, экспресс и др.) | обучающийся демонстрирует системные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы | обучающийся демонстрирует прочные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность, явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью, но при этом делает несущественные ошибки, которые быстро исправляет самостоятельно или незначительной коррекции преподавателем | обучающийся демонстрирует неглубокие теоретические знания, проявляет слабо сформированные навыки анализа явлений и процессов, недостаточное умение делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает недостаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, делает ошибки, которые может исправить только при коррекции преподавателем | обучающийся демонстрирует незнание теоретических основ предмета, несформированные навыки анализа явлений и процессов, не умеет делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает слабое владение монологической речью, не владеет терминологией, проявляет отсутствие логичности и последовательностью изложения, делает ошибки, которые не может исправить даже при коррекции преподавателем, отказывается отвечать |
| Задания в тестовой форме для проверки исходного уровня знаний | 90-100% правильных ответов | 70-89% правильных ответов | 50-69% правильных ответов | 0-49% правильных ответов |
| Контрольная работа для проверки рубежного уровня знаний | ставится за работу, выполненную без ошибок и недочетов, должны быть вы-полнены не менее 90% заданий | ставится за работу при наличии в ней не более одной не-грубой ошибки и одного недочета, не более трех недоче-тов. Должны быть выполнены от 70 до 89% заданий | ставится, если обучающийся правильно выполнил не менее 50% всей работы или допустил не более одной грубой ошибки и двух недочетов, не более одной грубой и одной негрубой ошибки, не более трех негрубых ошибок, одной негрубой ошибки и трех недочетов, при наличии четырех-пяти недочетов | ставится, если число ошибок и недочетов превысило норму для оценки 3 или правиль-но выполнено менее 50% всей работы |
| Экзамен | Демонстрирует выдающееся знание материала. Проявляет глубокое понимание концепций. Высокий уровень аналитических навыков. Отсутствие ошибок в расчетах или ответах. Аккуратное оформление работы. Творчески подходит к реше-нию задач. Стиль ответов соответствует высокому уровню подготовки. Эффек-тивное использование времени. Четкость и ясность выражения мыслей. | Демонстрирует хорошее знание материала. Понимает основные концепции предмета. Хорошие аналитические навыки. Эффективно управляет временем. Есть некоторые небольшие ошибки, но в целом, работа аккуратна. | Недостаточное знание материала. Ограниченное понимание основных концепций. Проявляет базовые навыки. Присутствуют ошибки, но они несущественные. Управление временем среднее, но нуждается в улучшении. | Отсутствие знаний по существенным аспектам предмета. Полное или почти полное отсутствие понимания ключевых концепций. Ошибки и недочеты в большинстве аспектов работы. Минимальные знания по основным вопросам предмета. Очень ограниченное понимание ключевых концепций. Многочисленные ошибки в выполнении заданий. Применения знаний находятся на уровне базовых требований. |
Форма оценки
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Общие понятия технической термодинамики
- Первое начало термодинамики
- Второе начало термодинамики
- Второе начало термодинамики
- Водяной пар
- Влажный воздух
- Термодинамический поток
- Теплопроводность
- Основные понятия и определения теории теплообмена
- Конвективный теплообмен
- Тепловое излучение
- Теплопередача
Основная литература
- 1) Теплотехника и тепловая работа печей : учебное пособие для вузов / В. Я. Дзюзер. - 4-е изд., стер. - Санкт-Петербург : Лань, 2021. - 384 с. 2) Физика. Курс лекций: учебное пособие / Г. П. Стародубцева, С. И. Любая, Е. И. Рубцова. - 2-е изд., испр. - Санкт-Петербург : Лань, 2021. - 156 с 3) Теплотехника : учебное пособие / А.В. Гдалев [и др.].. — Саратов : Научная книга, 2019. — 287 c. 4) Техническая термодинамика и теплопередача: учебник для спо / А. И. Петров. - Санкт-Петербург : Лань, 2022. - 428 с 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) Основы теплотехники: учебное пособие для спо / Г. А. Круглов, Р. И. Булгакова, Е. С. Круглова. - 2-е изд., стер. - Санкт-Петербург : Лань, 2022. - 208 с. 8) Теплотехника. Практический курс: учебное пособие / Г. А. Круглов, Р. И. Булгакова, Е. С. Круглова. - 2-е изд., стер. - Санкт-Петербург : Лань, 2022. - 192 с. 9) Техническая термодинамика и теплопередача: учебник для вузов / А. И. Петров. - 2-е изд., стер. - Санкт-Петербург: Лань, 2023. - 428 с.
