Тепломасообмін
Спеціальність: Енергоефективні будівлі та інженерні системи (освітньо-наукова програма)
Код дисципліни: 7.192.09.O.003
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Теплогазопостачання і вентиляція
Лектор: докт. техн. наук, професор Лабай Володимир Йосифович
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Загальні компетентності:
Знання та розуміння предметної області та професійної діяльності, здатність ефективно застосовувати знання для розв'язання практичних завдань.
Фахові компетентності:
знання сучасних вимог нормативної документації в галузі будівництва;
СК01. Здатність використовувати концептуальні наукові та практичні знання з математики, хімії та фізики для розв’язання складних практичних проблем в галузі будівництва та цивільної інженерії;
фахових компетентностей спеціальності професійного спрямування:
КСП701. Здатність розраховувати та аналізувати процеси тепломасообміну, гідрогазо- і аеродинаміки з погляду фундаментальних фізичних законів, принципів і знань;
КСП705. Здатність застосовувати елементи теорій надійності, оптимізації, інші математичні та числові методи для проектування нових, реконструкції існуючих систем ТГПВіК;
КСП706. Уміння виконувати експериментальні дослідження, проводити натурні випробовування систем ТГПВіК, знати сучасні приладове забезпечення і методики досліджень, а також описувати, аналізувати та критично оцінювати результати досліджень.
Результати навчання: РН01. Застосовувати основні теорії, методи та принципи математичних, природничих, соціально-гуманітарних та економічних наук, сучасні моделі, методи та програмні засоби підтримки прийняття рішень для розв’язання складних задач будівництва та цивільної інженерії.
ПРС701. Демонструвати знання та розуміння основ тепломасообміну, гідрогазо- і аеродинаміки, які відбуваються в технологічних процесах систем теплогазопостачання, вентиляції і кондиціювання (ТГПВіК).
ПРС702. Демонструвати знання та розуміння розділів математики, що мають відношення до базового рівня процесів систем ТГПВіК: диференціальне та інтегральне числення, алгебра, функціональний аналіз, статистика тощо.
ЗН1. Концептуальні наукові та практичні знання, критичне осмислення теорій, принципів, методів і понять у сфері професійної діяльності та/або навчання.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: «Вища математика», «Фізика», «Теплогазопостачання і вентиляція», «Технічна теплофізика», «Теплопостачання», «Радіаційне охолодження та опалення приміщень», «Вентиляція».
Короткий зміст навчальної програми: Викладені основні положення вчення про теплопровідність, конвективний теплообмін, теплообмін за фазових перетворень, теплообмін випромінюванням, теплопередачу, молекулярну і конвективну дифузії. Наведені відомості з теплового розрахунку теплообмінних апаратів і масовому – масообмінних, які мають місце у системах ТГВ.
Призначена навчальна дисципліна для бакалаврів спеціальності “Будівництво та цивільна інженерія”, денної форм навчання.
Опис: Тепломасообмінні процеси в системах ТГВ – складова частина теплогазопостачання і вентиляції. Способи перенесення теплоти. Теплові баланси. Теплопровідність. Основний закон теплопровідності Фур’є. Коефіцієнт теплопровідності. Диференційне рівняння теплопровідності. Термічний опір теплопровідності однорідної та багатошарової плоскої стінки. Лінійний термічний опір теплопровідності однорідної та багатошарової циліндричної стінки. Конвективний теплообмін. Основний закон конвективного теплообміну Ньютона-Ріхмана. Коефіцієнт тепло-віддачі. Термічний опір тепловіддачі. Поняття про вільну і вимушену конвекції. Ламінарний і турбулентний режими течії. Поняття про гідроди-намічний і тепловий приграничні шари. Система диференційних рівнянь конвективного теплообміну. Диференційне рівняння тепловіддачі. Застосування теорії подібності під час вивчення процесів тепловіддачі. Константи подібності. Числа (критерії) подібності. Рівняння подібності. Поняття про метод аналізу розмір-ностей та його застосування для отримання рівнянь подібності. Експериментальний метод отримання критеріальних рівнянь тепловіддачі. Розрахункові залежності для визначення коефіцієнтів тепловіддачі. Променевий теплообмін. Основні закони променевого теплообміну. Закон Планка. Закон Віна. Закон Стефана-Больцмана. Закон Кірхгофа. Закон Ламберта. Теплообмін випромінюванням системи тіл. Теплопередача. Складний теплообмін. Сумарний коефіцієнт тепловіддачі. Теплопередача між двома рідинами (газами) через розділяючу їх плоску одношарову стінку. Коефіцієнт теплопередачі. Теплопередача через багатошарову плоску стінку. Термічний опір теплопередачі. Способи інтенсифікації теплопередачі. Теплова ізоляція. Класифікація теплообмінних апаратів. Основи теплового розрахунку теплообмінних апаратів рекуперативного типу. Масообмін. Основні поняття і визначення. Молекулярна дифузія, перший закон Фіка, коефіцієнт молекулярної дифузії. Стаціонарна одномірна молекулярна дифузія. Конвективний масообмін. Основний закон конвективної масовіддачі. Коефіцієнт масовіддачі. Поняття про дифузійний приграничний шар. Система диференційних рівнянь конвективного (вихрового) масообміну. Другий закон Фіка. Дифузійні числа Нуссельта (число Шервуда) і Прандтля (число Шмідта). Аналогія перенесення теплоти і маси. Тепло- і вологообмін повітря з водою.
Методи та критерії оцінювання: Накопичувальна бально-рейтингова система, що передбачає оцінювання студентів за усі види аудиторної та позааудиторної навчальної і наукової діяльності, спрямовані на опанування навчального навантаження з освітньо-професійної програми: поточний контроль, лабораторні звіти, усні презентації, захист курсових проектів та графічно-розрахункових робіт, письмові та усні екзамени та заліки; практика за темою магістерської кваліфікаційної роботи, захист магістерської кваліфікаційної роботи.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (лабораторні роботи – 20 балів, усне опитування – 20 балів); підсумковий контроль (60 балів, контрольний захід, письмово-усна форма, іспит).
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Лабай В.Й. Тепломасообмінні процеси в системах ТГВ: підручник / В.Й. Лабай. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2021. – 340 с.
2. Лабай В.Й. Тепломасообмін. – Львів: Тріада плюс, 2004. – 260 с.
3. Лабай В.Й. Приклади і задачі з курсу тепломасообміну: навч. посібник / В.Й. Лабай. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2017. – 228 с.
4. Електронний навчально-мето-дичний комплекс (id=6786) «Тепломасообмінні процеси в системах ТГВ» для студентів спеціальності «Теплогазопостачання і вентиляція» у віртуальному навчальному середовищі НУ «Львівська політехніка», 2022. (сертифікат № 04718). https://vns.lpnu.ua/course/view.php?id=6786.
5. https://www.twirpx.com/file/917343/
6. http://dspace.nuft.edu.ua/jspui/bitstream/123456789/6932/3/04%20Vasylenko%20Osnovu%20teplomasoobminu.pdf
7.
https://ir.lib.vntu.edu.ua/bitstream/handle/123456789/8043/%D0%A7%D0%B5%D0%BF%D1%83%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%B9%20%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%81%D0%BE%D0%BE%D0%B1%D0%BC%D1%96%D0%BD.pdf?sequence=4&isAllowed=y
8. https://vlp.com.ua/node/18425
9. www.pidruchniki.com.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).