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 – («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. 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).