Тепломассообмен

Описание: Дисциплина формирует у студентов способность понимать и объяснять основные принципы и законы тепломассообмена в инженерных системах. Курс охватывает изучение теоретических основ теплопередачи, массообмена, методов их расчёта и применения в различных теплоэнергетических и технологических установках. В результате студенты смогут анализировать тепломассообменные процессы, оценивать эффективность систем и создавать обоснованные решения для оптимизации работы теплотехнического оборудования.

Количество кредитов: 5

Пререквизиты:

• Техническая термодинамика (ТТУ)

Трудоемкость дисциплины:

Виды работ	часы
Лекции	15
Практические работы	30
Лабораторные работы
СРОП	30
СРО	75
Форма итогового контроля	экзамен
Форма проведения итогового контроля	экзамен

Компонент: Вузовский компонент

Цикл: Базовые дисциплины

Цель

• Изучение студентами основ теории тепломассообмена и использование полученных знаний и навыков в профессиональной деятельности инженера-теплоэнергетика

Задача

• В результате изучения курса «Тепломассообмен» студенты должны: изучить закономерности основных процессов переноса теплоты и массы, в частности процессов тепло- и массообмена, протекающих совместно; приобрести умения и навыки в проведении тепловых расчетов и решении практических задач связанных с тепломассообменом в энергетических установках и аппаратах теплоэнергетики и теплотехнологии

Результат обучения: знание и понимание

• Знать основные механизмы теплопередачи: теплопроводность, конвекцию, тепловое излучение. Понимать закономерности массообменных процессов и их аналогию с теплопереносом. Объяснять влияние физических свойств среды на интенсивность тепло- и массообмена.

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• Выполнять расчёты коэффициентов теплоотдачи, сопротивлений и тепловых потоков. Применять математические модели для описания совместных процессов тепломассообмена. Использовать программные средства и методы численного моделирования при анализе реальных систем.

Результат обучения: формирование суждений

• Оценивать эффективность различных способов тепло- и массообмена в инженерных задачах. Сравнивать методы интенсификации теплопередачи и обосновывать их выбор. Анализировать теплотехнические схемы на предмет рациональности и энергоэффективности.

Результат обучения: коммуникативные способности

• Представлять расчётные и аналитические данные в виде отчётов, графиков и схем. Обсуждать технические решения в команде и аргументировать своё мнение. Грамотно использовать профессиональную терминологию в устной и письменной коммуникации.

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• Искать и анализировать современные научные публикации по тепломассообмену. Овладевать новыми методами расчёта и диагностики оборудования. Адаптироваться к новым технологиям и программам, применяемым в теплотехнике и энергетике.

Методы преподавания

В условиях кредитной технологии обучения занятия должны проводиться преимущественно в активной и творческой форме. Среди эффективных педагогических методов и технологий, способствующих участию учащихся в поиске и управлении знаниями, в приобретении опыта самостоятельного решения задач, следует отметить: - проблемные и проектно-ориентированные технологии обучения; - технологии учебно-исследовательской деятельности; - коммуникационные технологии (дискуссия, пресс-конференция, мозговой штурм, дебаты и другие активные формы и методов); - метод ситуации (анализ ситуации); - игровые технологии, в которых студенты участвуют в деловых, ролевых, имитационных играх; - информационные и коммуникационные (в том числе дистанционные) 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	Расчетная работа № 1-Теплопроводность при стационарном режиме.	0-100
	Расчетная работа № 2-Нестационарная теплопроводность. Теплопроводность при наличии внутренних источников теплоты.
	Расчетная работа № 3- Конвективный теплообмен при вынужденном движении жидкости вдоль пластины, при вынужденном движении жидкости в трубе.
	СРС №1- Теплопроводность тепла через плоскую стену
	СРС №2-Теплообмен в турбулентном пограничном слое. Коэффициент теплопередачи
	Рубежный контроль №1
	Устный опрос
2  рейтинг	Расчетная работа № 4-Конвективный теплообмен при вынужденном поперечном обтекании трубы и пучка труб.	0-100
	Расчетная работа № 5-Конвективный теплообмен при свободном движении жидкости и при вынужденном движении газов при высоких скоростях. Теплообмен при изменении агрегатного состояния вещества (кипение, конденсация).
	Расчетная работа № 6-Тепловое излучение
	СРС №1-Теплоизоляция. Критический диаметр изоляции. Передача тепла через ребро
	СРС №2-Теплообменники. Классификация теплообменников. Основные правила и уравнения тепловых расчетов
	Рубежный контроль №2
	Устный опрос
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
Задания в тестовой форме для рубеж-ного контроля	100-90% правильных ответов	89-70% правильных ответов	69-50% правильных ответов	49-0% правильных ответов

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

• Введение
• Теплопроводность
• Коэффициент теплопроводности
• Теплопроводность цилиндрической стенки
• Теплопроводность тел с внутренними источниками тепла
• Дифференциальное уравнение теплопроводности
• Конвективный теплообмен
• Ламинарный и турбулентный режимы и режимы движения жидкости
• Основы теории подобия
• Теплоемкость при истинной конвекции
• Процесс конвективного теплообмена при кипении или конденсации
• Теплоизоляция
• Теплообмен в жидкостях и газах
• Лучистый теплообмен
• Сложные виды теплообмена

Основная литература

• Рейтер К.А. Термодинамика, теплопередача и гидравлика. Ч.1. Термодинамика и теплопередача. – М.: Курск, 2019.
• Логинов, В.С. Примеры и задачи по тепломассообмену: Учебное пособие / В.С. Логинов, А.В. Крайнов, В.Е. Юхнов и др. - СПб.: Лань, 2019
• Жмакин, Л.И. Тепломассообменные процессы и оборудование: Учебное пособие / Л.И. Жмакин. - М.: Инфра-М, 2018.
• Васильев В.Ф., Дерюгин В.В. Тепломассообмен: учебное пособие, 2-е изд., испр. М.:Лань, 2018.

Дополнительная литература

• Исаченко В. П ., Осипова В.А., Сукомел А.С., Теплопередача -М.: Высшая школа , 1987 г. -465 с.
• Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче - М.:Энергия , 1975г., 280с.,
• Под релакцией А.И. Леонтьева Теория тепломассаобмена – М.:Энергия, 1979г., -564с.
• Михеев М.А., Михеева И.Н., Основы теплопередачи-М.: Энергия, 1973г., 251с.