Теоретичні основи теплотехніки
Спеціальність: Теплоенергетика
Код дисципліни: 6.144.00.O.013
Кількість кредитів: 8.00
Кафедра: Теплоенергетика, теплові та атомні електричні станції
Лектор: Галянчук Ігор Романович
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
Інтегральна компетентність (ІК):
ІК 1. Здатність розв’язувати складні загальні, спеціалізовані задачі та практичні проблеми у сфері теплоенергетики або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів електричної інженерії і характеризується комплексністю та невизначеністю умов.
Загальні компетентності (ЗК):
ЗК 3. Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями.
ЗК 7. Здатність працювати в команді.
ЗК 9. Здатність приймати обґрунтовані рішення.
Спеціальні (фахові) компетентності (ФК):
ФК 1. Здатність застосовувати відповідні кількісні математичні методи, методи природничих та технічних наук і комп'ютерне програмне забезпечення для вирішення інженерних завдань в теплоенергетичній галузі.
ФК 7. Здатність враховувати ширший міждисциплінарний інженерний контекст у професійній діяльності в сфері теплоенергетики.
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі програмні результати навчання:
ПР 2. Знати і розуміти інженерні науки, що лежать в основі спеціальності «Теплоенергетика» відповідної спеціалізації, на рівні, необхідному для досягнення інших результатів освітньої програми, в тому числі певна обізнаність в останніх досягненнях науки і техніки у сфері теплоенергетики.
ПР 3. Розуміння міждисциплінарного контексту спеціальності «Теплоенергетика».
ПР 5. Обирати і застосовувати придатні типові аналітичні, розрахункові та експериментальні методи; правильно інтерпретувати результати таких досліджень.
ПР 11. Мати лабораторні / технічні навички, планувати і виконувати експериментальні дослідження в теплоенергетиці за допомогою сучасних методик і обладнання, оцінювати точність і надійність результатів, робити обґрунтовані висновки.
ПР 19. Володіти методами дослідження теплових процесів теплоенергетичного обладнання, а також вміти ефективно застосовувати сучасні електронні засоби щодо технологічного контролю, реєстрації та подальшої обробки вимірювальних параметрів при проектуванні теплоенергетичного устаткування.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
Вища математика
Фізика
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
Хімія
Технічна термодинаміка
Тепломасообмін
Помпи, вентилятори, компресори
Короткий зміст навчальної програми: Розглянуті основи однієї із загально-технічних дисциплін, необхідної для розвитку виробничо-технічних, проектних, конструкторських та дослідницьких задач. Основна увага зосереджена на законах технічної термодинаміки, засвоєння закономірностей перебігу різноманітних термодинамічних процесів та особливостей реалізації термодинамічних циклів, як основи теплоенергетики.
Опис: Тема 1. Вступ. Основи теплотехніки, її місце і роль у підготовці фахівців. Зв’язок основ теплотехніки з іншими галузями знань.
Тема 2. Внутрішня енергія. Ентропія. Ентальпія. Робота і теплота як форми передачі енергії. Графічне зображення роботи і теплоти в Pv – і Ts – координатах. Ідеальний газ. Рівняння станів ідеальних газів.
Тема 3. Перший закон термодинаміки. Визначення і аналітичний вираз першого закону термодинаміки. Рівняння першого закону термодинаміки для потоку. Загальний метод дослідження термодинамічних процесів. Термодинамічний аналіз ізохорного, ізобарного, ізотермічного, адіабатного і політропного процесів.
Тема 4. Другий закон термодинаміки. Основні визначення і аналітичний вираз другого закону термодинаміки. Прямий і обернений цикли Карно.
Тема 5. Реальний газ. Властивості реальних газів. Водяна пара. Термодинамічні таблиці води і водяної пари. PV –, TS –, HS – діаграми водяної пари. Розрахунок термодинамічних процесів водяної пари з допомогою таблиць і HS – діаграми.
Тема 6. Вологе повітря. Визначення поняття “вологе повітря”. Основні величини, що характеризують стан вологого повітря. Hd – діаграма вологого повітря.
Тема 7. Термодинаміка потоку. Витікання і дроселювання газів і парів. Основні положення. Рівняння витікання. Швидкість витікання і робота, якою володіє тіло. Критичне відношення тисків. Критичний режим. Сопло Лаваля.
Тема 8. Процеси стиску газів в компресорах. Класифікація компресорів і принцип дії.
Тема 9. Цикли двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ). Принцип дії поршневих ДВЗ із підводом теплоти при сталому тиску, сталому об’ємі та змішаним підведенням теплоти.
Тема 10. Цикли газотурбінних двигунів (ГТД). Призначення, класифікація і сфера застосування циклів ГТД. Цикли Брайтона і Хемфрі: характеристика, робоча і теплова діаграми циклів, термічний к.к.д.. Цикл Брайтона з регенерацією теплоти.
Тема 11. Цикли двигунів зовнішнього згорання. Цикл Ренкіна. Цикл Стірлінга.
Тема 12. Цикли термотрансформаторів. Призначення, класифікація і сфера застосування циклів термотрансформаторів. Цикл парокомпресорної холодильної установки: характеристика, теплова діаграма циклу, холодильний коефіцієнт. Цикл теплового насосу: коефіцієнт трансформації теплоти, його зв’язок з холодильним коефіцієнтом.
Тема 13. Теплообмінні апарати. Призначення та класифікація теплообмінних апаратів за принципом дії. Класифікація рекуперативних теплообмінників за схемою руху теплоносіїв. Конструктивний розрахунок рекуперативних теплообмінників. Основи перевірного розрахунку рекуперативних теплообмінників. Порівняння прямотечійного і протитечійного рекуператорів.
Методи та критерії оцінювання: • письмові звіти з лабораторних робіт, звіти з практичних робіт, усне опитування, (30%)
• підсумковий контроль (70 %, контрольний захід, екзамен): письмово-усна форма (70%)
Критерії оцінювання результатів навчання: Максимальна оцінка в балах:
Лабораторні заняття - 10
Практичні заняття - 20
Разом за поточний контроль - 30
Семестровий контроль (письмова компонента) - 60
Семестровий контроль (усна компонента)- 10
Разом за дисципліну - 100
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: лабораторні звіти та звіти про практику, поточний (усний і письмовий) контроль, письмовий та поєднаний з усною компонентою екзамен.
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. Драганов Б.Х. Теплотехніка / Б.Х. Драганов, А.А. Волинський, А.Б. Міщенко, Є.М. Письменний // «ІНКОС». – Київ, 2005. – 504 с.
2. Чепурний М.М. Технічна термодинаміка. Ч.І: Навч. посібник / М.М. Чепурний, С.Й. Ткаченко // ВДТУ. – Вінниця, 1997. – 109 с.
3. Гнатишин Я.М., Криштапович В.І. Теплотехніка : Навч. посібник. – К.: Знання, 2008. – 364 с.
4. Чепурний М.М., Ткаченко С.Й. Основи технічної термодинаміки. Вінниця, – „Поділля-2000”. – 2004. – 352с.
5. Константінов С.М. Технічна термодинаміка. – К.: Політехніка, 2001. – 368 с.
6. Константінов С.М., Луцик Р.В. Збірник задач з технічної термодинаміки та теплообміну. Навч. посіб. – К.: Видавництво «Освіта України», 2009. – 544 с.
7. Основи теплотехніки : Конспект лекцій для студентів Інституту енергетики та систем керування спеціальностей 141 “Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка”, 143 “Атомна енергетика”, 144 “Теплоенергетика”. – Львів : Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2018. – 131 с. Номер і дата реєстрації: 8100 від 16.05.2018р.
8. Електронний навчально-методичний комплекс «Теоретичні основи теплотехніки» – Режим доступу: http://vns.lpnu.ua/course/view.phd?id=10540.
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).