1.2.2 Материал, изученный в предыдущем семестре

(повторение)

Общие сведения. Виды тепловых процессов. Движущая сила. Температурное поле, температурный градиент. Стационарный и нестационарный перенос тепла. Три способа распространения тепла. Тепловой баланс.

Теплопроводность. Закон Фурье. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Коэффициент температуропроводности: физический смысл, единицы измерения. Теплопроводность плоской, цилиндрической, однослойной и многослойной стенок.

Тепловое излучение. Законы Стефана-Больцмана и Кирхгофа.

Конвективный перенос тепла. Механизмы продольного и поперечного конвективного переноса в ламинарном и турбулентном потоках. Температурный пограничный слой. Закон теплоотдачи Ньютона. Коэффициент теплоотдачи. Тепловое подобие: критерии теплового подобия. Критериальное уравнение конвективного теплообмена. Теплоотдача при изменении агрегатного состояния (конденсация пара, кипение жидкостей).

Теплопередача. Основное уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи. Термические сопротивления. Движущая сила процесса, средний температурный напор. Выбор взаимного направления теплоносителей.

1.3 Объем модуля и виды учебных занятий

Вид учебной работы	Всего часов
Общая трудоемкость модуля	42
Аудиторные занятия, в том числе: лекции практические занятия лабораторные занятия	24 8 8 8
Самостоятельная работа студентов,в том числе: выполнение индивидуального расчетного задания другие виды самостоятельной работы	18 6 12

1.4 Перечень необходимых средств для выполнения

программы модуля

1.4.1 Лабораторные установки

• «Изучение процесса теплообмена в теплообменнике типа «труба в трубе»

• «Испытание двухкорпусной выпарной установки»

1.4.2 Учебники [1, 2, 4, 5]

1.4.3 ЭВМ с соответствующим программным обеспечением (электронная экспертно-обучающая система см. Приложение Е)

1.5 План-график изучения модуля «Тепловые процессы»

План-график модуля составлен, исходя из того, что студент еженедельно 4…5 часов самостоятельно выполняет задания, и представлен в таблице 1.1.

1.6 Планы практических занятий

Основные правила проведения занятий изложены в Приложении А.

Занятие №1

Тема: Теоретические основы теплопередачи.

Цель занятия: Изучить основные закономерности процесса теплопередачи.

План проведения занятия:

1. Обсуждение следующих тем и вопросов:

– методы составления тепловых балансов

а) при изменении агрегатного состояния теплоносителя;

б) без изменения агрегатного состояния теплоносителя;

– движущая сила теплопереноса: расчет, влияние различных факторов;

– скорость теплопереноса: лимитирующие стадия и факторы, влияющие на нее;

Форма контроля	Проверка конспектов, зарисовок схем аппаратов, устный опрос на практических занятиях, проведение и защита лабораторных работ, выполнение и защита ИРЗ, занятия с электронной экспертно-обучающей системой, модульный экзамен				5 Консультации	5 Модульный экзамен
Самостоятельная работа студента	1. Подготовка к занятиям. 2. Повторение раздела «Основы теплопередачи» [1, 2, 4]	1. Подготовка к занятиям (изучение литературы, составление конспектов, зарисовка схем аппаратов, решение задач) 2. Выполнение ИРЗ	1. Подготовка к занятиям (изучение литературы, составление конспектов, зарисовка схем аппаратов, решение задач) 2. Выполнение ИРЗ	1. Подготовка к занятиям. 2. Выполнение ИРЗ
Лабораторные работы		1. Изучение работы теплообменника типа «труба в трубе»		2. Изучение работы двухкорпусной выпарной установки
Практические занятия (п. 1.6)	Занятие №1: «Теоретические основы теплопередачи»	Занятие №2: «Конструкция, выбор и расчет теплообменников»	Занятие №3: «ОВУ: принцип расчета»	Занятие №4: «МВУ: принцип расчета»
Тема лекции	Тепловые процессы и аппараты: классификация, область применения, значение в ХТ. Нагревающие агенты и способы нагрева. Охлаждающие агенты	Теплообменные аппараты: классификация, достоинства и недостатки. Выбор и расчет теплообменников	Выпаривание: общие положения, значение в ХТ. Классификация выпарных аппаратов. Расчет однокорпусных выпарных установок (ОВУ)	Многокорпусные выпарные установки: принцип действия, схемы. Особенности расчета. Выпарные установки с тепловым насосом. Адиабатные МВУ
№ лекции	1	2	3	4
№ недели	1	2	3	4

– способы интенсификации процессов теплопереноса.

2. Решение задач: 4-40, 42, 45 [4].

Подготовка к занятию:

1. Изучить материал занятия в конспектах лекции и учебнике [1], стр. 293-299, стр. 318-332.

2. Выучить определения терминов и понятий (см. Приложение Г).

3. Подготовить письменные мотивированные ответы тестового задания №1 (см. Приложение Б).

Основные термины и понятия:

•капельная конденсация пара;

• конвекция;

• коэффициент теплопередачи;

• коэффициент теплоотдачи;

• коэффициент теплопроводности;

• критерии теплового подобия;

• лимитирующая стадия;

• основное уравнение теплопередачи;

• пленочная конденсация пара;

• пленочное кипение;

•пузырьковое кипение;

• скорость тепловых процессов;

• средняя разность температур;

• теплообмен;

• теплоотдача;

• теплопередача;

• теплопроводность;

• термическое сопротивление системы;

• удельная теплота фазовых превращений;

• удельная теплоемкость.