Термодинаміка і теплопередача
Спеціальність: Пожежна безпека
Код дисципліни: 6.261.00.O.018
Кількість кредитів: 4.50
Кафедра: Будівельні конструкції та мости
Лектор: ст.викладач, к.т.н. Перетятко Богдан Маркович
Семестр: 3 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
загальні компетентності:
ІНТ. Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та проблеми, які характеризуються комплексністю та невизначеністю умов, під час практичної діяльності або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів моніторингу та прогнозування, запобігання
виникненню пожеж та їх гасіння.
ЗК03. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.
фахові компетентності:
СК03. Здатність до застосовування тенденцій розвитку техніки і
технології захисту людини, матеріальних цінностей і довкілля від впливу небезпечних чинників пожежі та обґрунтований вибір систем забезпечування пожежної безпеки та захисту довкілля.
СК04. Здатність оперувати характеристиками горючих речовин та матеріалів, розуміти механізм процесів горіння і вибуху, обставини, дії та процеси, що спричиняють виникненню пожежі та її розвитку.
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі програмні результати навчання:
РН04. Пояснювати процеси впливу небезпечних чинників пожежі на навколишнє середовище; застосовувати теорії захисту людини, матеріальних цінностей і довкілля від впливу небезпечних чинників пожежі, знання математичних та природничих наук у сфері професійної діяльності.
РН05. Знати властивості горючих речовин і матеріалів, механізм виникнення процесів горіння і вибуху; розраховувати параметри пожежовибухонебезпеки речовин і матеріалів та оцінювати особливості їх поведінки в умовах пожежі.
РН16. Оцінювати обстановку на пожежі, розраховувати параметри розвитку пожежі та прогнозувати її наслідки. Обирати та передбачати пріоритетність застосування вогнегасних речовин для гасіння пожеж, автоматичних систем пожежогасіння, систем зв’язку та відповідних видів протипожежної техніки; визначити вид пожежно-технічного та спеціального оснащення, основні тактичні прийоми з обмеження розвитку пожежі та її ліквідування, а також заходи безпеки для особового складу, який приймає участь у гасінні пожежі.
Здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання:
освоїти:
- основні поняття та закони термодинаміки і теплопередачі;
- фізичний зміст основних теплофізичних величин;
- фізичну сутність і основні закони передачі тепла теплопровідністю, конвекцією та випромінюванням;
- основні методики розрахунку теплових потоків і температур у стаціонарних умовах;
- методики розрахунку температурних полів у випадку нестаціонарної теплопровідності;
уміти:
- розраховувати термодинамічні параметри газів та їх сумішей у основних термодинамічних процесах;
- розраховувати зміни параметри речовин в ході кипіння (конденсації);
- виявляти основні шляхи і механізми передачі тепла у різних ситуаціях;
- визначати товщину теплоізоляційних шарів;
- розраховувати теплові потоки у поширених випадках конвекційної тепловіддачі;
- розраховувати теплові потоки і теплові поля у поширених випадках стаціонарної теплопередачі;
- визначати безпечні відстані від осередку горіння;
мати навички:
- розрахунку температури в товщі будівельних конструкцій та технологічного обладнання і на їх зовнішніх поверхнях.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: пререквізити:
• Вища математика
• Фізика
кореквізити:
• Пожежна профілактика технологічних процесів
• Теорія розвитку та припинення горіння
Короткий зміст навчальної програми: Навчальна дисципліна «Термодинаміка і теплопередача» є обов’язковою дисципліною циклу професійної підготовки.
Обсяг навчального часу для вивчення дисципліни «Термодинаміка і теплопередача» визначений державними вимогами і складає 135 академічних годин (4 кредити EСTS), з яких 75 годин відведено на аудиторні заняття, 60 годин – самостійна робота студентів. У процесі опанування навчальним матеріалом студенти виконують розрахунково-графічну роботу. Форма підсумкового контролю знань – екзамен.
Вивчення дисципліни передбачає отримання вмінь та навичок застосування законів термодинаміки і теплообміну для визначення методів та способів захисту об’єктів від небезпечних чинників теплової природи та прогнозувати параметри зміни стану речовин внаслідок дії вражаючих чинників джерел пожежі.
Опис: Термодинамічні системи. Газ як робоче тіло. Основні параметри стану газу : абсолютна температура, питомий об'єм, абсолютний тиск . Поняття ідеального і реального газів. Закони ідеальних газів. Газові суміші. Парціальний тиск. Парціальний об’єм . Закон Дальтона. Теплоємність газів та їх сумішей. Рівняння Майєра. Поняття термодинамічного процесу. Закон збереження енергії. Перший закон термодинаміки . Основні термодинамічні процеси : ізохорний, ізобарний, ізотермічний, адіабатний, політропний. Поняття про термодинамічні цикли. Другий закон термодинаміки. Термодинамічний аналіз циклів теплових машин. Термодинаміка рідин та пари. Термодинамічний аналіз пожежі у приміщенні. Витікання і дроселювання газів і парів. Види передачі теплоти: теплопровідність, конвекція , теплове випромінювання. Закон Фур'є. Коефіцієнт теплопровідності , його фізичний зміст. Теплопровідність одношарової і багатошарової плоскої стінки. Конвективний теплообмін. Закон Ньютона-Ріхмана. Теплообмін при кипінні та конденсації. Променевий теплообмін. Закони промененевого теплообміну: Стефана - Больцмана , Ламберта , Кірхгофа. Випромінювання факела полум'я. Складний теплообмін (теплопередача). Нестаціонарна теплопровідність. Температурний режим при пожежі в приміщеннях. Основні типи та схеми теплообмінних апаратів.
Методи та критерії оцінювання: • in-class assignments with oral answers (10%), personal design graphic assignment (20%)
• final exam: written quiz and problem solving (60%), oral answer (10%)
Критерії оцінювання результатів навчання: • усне опитування на практичних заняттях (10%), розрахунково-графічна робота (20%)
• підсумковий контроль: екзамен у письмово-усній формі (письмові відповіді - 60%; усна доповідь -10%)
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Термодинаміка і теплопередача у цивільній безпеці: навч. посіб./ А.Я. Шаршанов, І.Б. Рябова. – Х.: НУЦЗУ, КП «Міська друкарня», 2013 –380 с.
2. Збірник задач та вправ для вивчення термодинамічних процесів. Навч. посіб. / І. А. Василенко, С. О. Куманьов, О. А. Півоваров – Д.: Акцент ПП, 2014. – 249 с.
3. Технічна термодинаміка та теплопередача / В. Малишев, В. Крєтов, Т. Гладка – Університет "Україна", 2015. – 258 с.
4. Збірник задач з тепломасообміну : навчальний посібник / А.Ю. Дреус, К.Є. Лисенко, В.О. Сясев. – Д., 2016. – 124 с.
5. Тепломасообмін в прикладах і задачах : навчальний посібник / М. М. Чепурний, Н. В. Резидент. – Вінниця : ВНТУ, 2011. – 128 с.
6. Приходько М.А., Герасимов Г.Г. Термодинаміка та теплопередача. Навчальний посібник. – Рівне: НУВГП, 2008. – 252 с.
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).