Рабочая программа 260200.62 -очники
.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ»
«УТВЕРЖДАЮ» ПРОРЕКТОР ПО УЧЕБНОЙ РАБОТЕ
_______________________________________
«____»______________________ 2013 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Теплотехника
(наименование дисциплины)
Направление подготовки 260200 «Продукты питания животного происхожде-
ния» |
|
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр |
________ |
Форма обучения: очная____________________________________________
(очная, очно-заочная)
Москва 2013 г.
1. Цели и задачи дисциплины:
Теплотехника относится к общетехническим дисциплинам. Она изучает процессы получения, преобразования, передачи и использования теплоты и явления, которые их сопровождают, а также устройство и принципы действия теплогенераторов и тепловых машин и теплообменных аппаратов. К теоретическим разделам дисциплины относятся техническая термодинамика и теория тепломассообмена.
Прикладной частью дисциплины является промышленная теплотехника, в которой рассматривается устройство и рациональная эксплуатация систем теплоснабжения предприятий по переработке животноводческого сырья, котельных установок, теплогенераторов горячей воды и теплоиспользующих аппаратов, а также методы повышения их энергоэффективности.
Предприятия по переработке животноводческого сырья относятся к энергоемким производствам. Наряду с технологическим теплопотреблением значительное количество тепловой энергии расходуется на нужды горячего водоснабжения, отопления и вентиляции. Поэтому вопросы рационального устройства и энергоэффективной эксплуатации теплового хозяйства предприятий имеют важное значение в практической работе инженерных кадров. Этим обусловлено значение теплотехнической подготовки специалистов для предприятий отрасли.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Теплотехника относится к базовой части профессионального цикла дисциплин. Изученные дисциплины базируются на знаниях, полученных студентами при изучении высшей математики, физики, неорганической химии и инженерной графики.
Студент должен владеть методами дифференциального и интегрального исчисления, знать основы теории функций и задачи математической физики. Изучению технической термодинамики и теории тепломассообмена предшествуют освоение основ молекулярной физики и систем физических величин.
Знания, полученные студентами при изучении теплотехники, будут востребованы при изучении других общественных и специальных дисциплин («Холодильная техника», «Технологическое оборудование мясной промышленности», «Проектирование предприятий мясной промышленности»), а также в курсовом и дипломном проектировании.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование в соответствии с ФГОС ВПО следующих компетенций:
ПК–1 – способностью использовать нормативную и техническую документацию; ПК–2 – способностью осуществлять элементарные меры безопасности при возникно-
вении экстренных ситуаций на тепло-, электро-оборудовании и других объектах жизнеобеспечения предприятия;
ПК–3 – способность изучать научно-техническую информацию отечественного и зарубежного опыта по тематике исследования; ПК–4 - способностью применять метрологические принципы инструментальных измерений для характерной предметной области;
ПК–5 – способностью организовать контроль параметров технологической продукции и контроль качества готовой продукции; ПК–6 - способностью обрабатывать текущую производственную информацию, анали-
зировать полученные данные и использовать их в управлении качеством продукции; ПК–7 - способностью обеспечивать нормы расхода сырья и вспомогательных материалов при производстве продукции; ПК–13 – способностью составлять производственную документацию, а также установ-
ленную отчетность по производственным нормам; ПК–17 – готовностью использовать математическое моделирование процессов и объ-
ектов на базе стандартных пакетов автоматизированного проектирования и исследований; ПК–18 – способностью проводить эксперименты по заданной методике и анализиро-
вать результаты; ПК–19 – способностью изучать, наблюдать и составлять описания проводимых иссле-
дований, обобщать данные для составления обзоров, отчетов и научных публикаций, участвовать во внедрении результатов исследований и разработок; ПК–21 – способностью формулировать цели проекта, решать задачи, определять кри-
терии и показатели достижения целей, структурировать их взаимосвязь, определять приоритетные решения задач с учетом нравственных аспектов деятельности; ПК–22 – готовностью выполнять работу в области научно-технической деятельности по проектированию;
ПК–23 - способностью разрабатывать порядок выполнения работ, планы размещения оборудования, технического оснащения и организации рабочих мест, рассчитывать производственные мощности, загрузку оборудования, участвовать в разработке технически обоснованных норм времени (выработки), рассчитывать нормативы материальных затрат (технические нормы расхода сырья, полуфабрикатов, материалов)
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: |
основные законы термодинамики и сущность процессов преобразования |
|
энергии; |
|
принцип работы тепловых и холодильных машин; |
|
формы передачи энергии, параметры состояния газов, виды термоди- |
|
намических процессов; |
|
различие между идеальными и реальными газами, основные понятия |
|
водяного пара и влажного воздуха; |
|
основные положения теории теплоемкостей; |
|
|
|
размерности основных теплотехнических величин; |
|
сущность процессов теплопроводности, конвекции и теплового излуче- |
|
ния, основные законы теплообмена; |
|
основы теории подобия и ее применение в инженерных расчетах; |
|
классификационные признаки теплообменных аппаратов; |
|
виды котельно-печных топлив и их характеристики; |
|
устройство и принцип работы систем теплоснабжения предприятий и ко- |
|
тельных установок; |
|
структуру теплового баланса предприятия, котельного агрегата и тепло- |
|
использующего оборудования; |
|
основы государственной энергетической политики, организацию энерге- |
|
тических обследований предприятий и основные принципы энергосбе- |
|
режения. |
|
|
Уметь: |
провести термодинамический анализ основных процессов; |
|
оценить уровень энергоэффективности технологических процессов; |
|
обосновать рациональный выбор теплогенерирующего и теплоисполь- |
|
зующего оборудования; |
|
обосновать результаты исследований, обобщать их и делать выводы; |
|
обосновать нормы расхода теплоты на технологические нужды и нормы |
|
расхода топлива на выработку теплоты; |
|
пользоваться термодинамическими диаграммами реальных газов( водя- |
|
ного пара и влажного воздуха и др.); |
|
работать со специальной теплотехнической литературой и нормативно- |
|
техническими материалами; |
|
пользоваться теплотехническими приборами и теплотехническими |
|
средствами инструментального энергоаудита; |
|
конспектировать лекции и оформлять отчеты по лабораторным и рас- |
|
четно-графическим работам; |
|
оформить курсовую работу и представить реферат по заданной теме. |
|
|
Владеть: |
терминологией теплотехнических дисциплин; |
методами инженерных расчетов теплообменных аппаратов, составления тепловых балансов, проектирования систем теплоснабжения и графического представления результатов расчетов или экспериментальных данных;
элементарными принципами и навыками при возникновении экстремальных ситуаций в системе теплоснабжения предприятия.
4.Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы |
|
Всего часов / |
|
|
В том чис- |
Семестры |
|
|
|
зачетных еди- |
|
|
ле в интер- |
3 |
|
|
|
ниц |
|
|
активной |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
форме |
|
|
|
|
О |
|
О |
О |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Аудиторные занятия (всего) |
|
90 |
|
|
12 |
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Лекции (Л) |
18 |
|
4 |
18 |
|
||
|
|
|
|
|
|
||
Лабораторные/ практические работы |
36 |
|
8 |
36 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Практические занятия (курсовая раб.) |
36 |
|
|
|
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Самостоятельная работа (всего) |
|
54 |
|
|
|
54 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетно-графические работы (РГР) |
20 |
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Реферат (Р) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Курсовой проект (КР) |
34 |
|
|
|
34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид промежуточной аттестации: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зачет |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
экзамен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общая трудоемкость: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
часы |
144 |
|
30 |
144 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
зачетные единицы |
4 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Виды учебной работы указываются в соответствии-с рабочим учебным планом)
5. Содержание дисциплины 5.1. Разделы дисциплин и виды занятий (часы)
|
|
|
Лабораторные |
Курсовая ра- |
|
|
|
|
Лекции (Л) |
и практические |
СРС |
|
|
№ |
|
бота (КР) |
|
|||
|
|
занятия (ЛЗ) |
|
|
||
|
Наименование раздела дисциплины |
|
|
|
Всего |
|
п/п |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
О |
О |
О |
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
Введение |
1 |
- |
- |
- |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Основные понятия технической термодинамики |
2 |
8 |
- |
4 |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Первый закон термодинамики |
2 |
2 |
- |
6 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Второй закон термодинамики |
2 |
- |
- |
- |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
5. |
Реальные газы и пары. |
2 |
6 |
- |
10 |
18 |
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Основные понятия тепломассообмена |
1 |
- |
4 |
- |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
7. |
Виды теплообмена |
3 |
6 |
6 |
10 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
8. |
Теплопередача и теплообменные аппараты |
2 |
6 |
6 |
10 |
24 |
|
|
|
|
|
|
|
9. |
Теплоснабжение предприятий отрасли |
2 |
4 |
12 |
10 |
28 |
|
|
|
|
|
|
|
10. |
Энергоэффективность систем теплоснабжения |
1 |
4 |
8 |
4 |
17 |
|
|
|
|
|
|
|
Всего |
18 |
36 |
36 |
54 |
144 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5.2. Содержание разделов дисциплины
|
Объем |
Код |
|
|
в часах |
||
Наименование раздела и содержание тем |
формиру- |
||
О |
|||
емых ком- |
|||
|
|||
|
|
||
|
|
петенций |
|
|
|
|
|
5.2.1. Введение |
1 |
ПК-3, |
|
Предмет теплотехники. Энергетические ресурсы. Основы |
|
ПК-21 |
|
государственной энергетической политики. Теплоэнергети- |
|
|
|
ческие системы. |
|
|
|
|
|
|
|
5.2.2. Основные понятия и определения. |
2 |
ПК-18, |
|
Формы передачи энергии. Термодинамическая система. |
|
ПК-19 |
|
Термодинамические процессы. Тепловые машины. Рабочие |
|
|
|
тела. Параметры состояния газов. Уравнения состояния |
|
|
|
идеальных газов. Теплоемкость газов. |
|
|
|
|
|
|
|
5.2.3. Первый закон термодинамики |
2 |
ПК-18, |
|
Сущность первого закона термодинамики, его аналитиче- |
|
ПК-19 |
|
ские выражения. Методы исследования термодинамических |
|
|
|
процессов. Термодинамические диаграммы. Изохорный, |
|
|
|
изобарный, изотермический, адиабатический и политроп- |
|
|
|
ные процессы. |
|
|
|
|
|
|
|
5.2.4. Второй закон термодинамики |
2 |
ПК-19 |
|
Обратимые и необратимые процессы. Прямые и об-ратные |
|
|
|
термодинамические циклы. Циклы Карно. Сущность и фор- |
|
|
|
мулировки второго закона термодинамики. |
|
|
|
|
|
|
|
5.2.5. Реальные газы и пары |
2 |
ПК-4, ПК- |
|
Уравнения состояния реальных газов. Водяной пар, диа- |
|
18, ПК-19 |
|
граммы его состояния. Процессы водяного пара. Основные |
|
|
|
понятия влажного воздуха. Диаграмма состояния влажного |
|
|
|
воздуха. |
|
|
|
|
|
|
|
5.2.6. Основные понятия тепломассообмена |
1 |
ПК-5, ПК- |
|
Теория тепломассообмена. Виды теплообмена. Процессы |
|
6 |
|
теплообмена в технологических процессах отрасли. |
|
|
|
|
|
|
|
5.2.7. Виды теплообмена |
3 |
ПК-3, ПК- |
|
Теплопроводность. Закон Фурье. Условия однозначности. |
|
4, ПК-18, |
|
Теплопроводность при стационарном режиме. Конвектив- |
|
ПК-19 |
|
ный теплообмен. Основной закон конвективной теплоот- |
|
|
|
|
|
|
дачи. Основы теории подобия. Критерии подобия. Критери- |
|
|
альные уравнения теплоотдачи. Тепловое излучение. Зако- |
|
|
ны теплового излучения. Лучистый теплообмен между те- |
|
|
лами. |
|
|
|
|
|
5.2.8. Теплопередача и теплообменные аппараты |
2 |
ПК-4, ПК- |
Уравнение теплопередачи. Теплопередача через стенки. |
|
21, ПК-23 |
Классификация теплообменных аппаратов. Расчет тепло- |
|
|
обменных аппаратов. Температурный напор. Интенсифи- |
|
|
кация теплообмена. |
|
|
|
|
|
5.2.9. Теплоснабжение предприятий отрасли |
2 |
ПК-1, ПК- |
Характеристики систем теплоснабжения предприятий от- |
|
21, ПК-22, |
расли. Топливо, его характеристики. Котельные установки, |
|
ПК-23 |
показатели их работы. |
|
|
|
|
|
5.2.10. Энергоэффективность систем теплоснабжения. |
1 |
ПК-7, ПК- |
Энергетические обследования предприятий. Энергосбере- |
|
13, ПК-18 |
гающие мероприятия. Тепловые вторичные энергоресурсы. |
|
|
Энергетический паспорт предприятий. |
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
|
5.3Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ |
Наименование обеспечивае- |
№ № разделов данной дисциплины, необходимых |
|||||||||||
п/п |
мых (последующих) дисци- |
для изучения обеспечиваемых (последующих) |
|
||||||||||
|
плин |
дисциплин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
Б 3.1.8. Холодильная техника. |
+ |
+ |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Б 3.2.8. Технологическое обо- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рудование молочной промыш- |
|
+ |
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
ленности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Б 3.2.6.2 Проектирование |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
предприятий молочной про- |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
+ |
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
мышленности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Лабораторный практикум
№ |
№ раздела |
|
Объем |
Код |
|
|
в часах |
||||
Наименование лабораторных работ |
формируемых |
||||
п/п |
дисциплины |
||||
О |
|||||
|
компетенций |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
1. |
5.2.2 |
Приборы и методы измерения тем- |
2 |
ПК-2, ПК-4, |
|
|
|
пературы |
|
ПК-18, ПК-19 |
|
|
|
|
|
|
|
2. |
5.2.2 |
Приборы для измерения давления |
2 |
ПК-2, ПК-4, |
|
|
|
|
|
ПК-18, ПК-19 |
|
|
|
|
|
|
|
3. |
5.2.2 |
Параметры и уравнения состояния |
2 |
ПК-18, ПК-19 |
|
|
|
идеальных газов. Теплоемкость га- |
|
|
|
|
|
зов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
5.2.2 |
Определение теплоемкости воды |
2 |
ПК-2, ПК-4, |
|
|
|
|
|
ПК-18, ПК-19 |
|
|
|
|
|
|
|
5. |
5.2.3 |
Термодинамические процессы иде- |
2 |
ПК-18, ПК-19 |
|
|
|
альных газов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
5.2.5 |
Определение энтальпии и степени |
2 |
ПК-2, ПК-4, |
|
|
|
сухости влажного насыщенного па- |
|
ПК-18, ПК-19 |
|
|
|
ра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
5.2.5 |
Параметры и процессы водяного |
2 |
ПК-18, ПК-19 |
|
|
|
пара |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. |
5.2.8 |
Расчет теплообменных аппаратов |
2 |
ПК-17, ПК-21, |
|
|
|
|
|
ПК-23 |
|
|
|
|
|
|
|
9. |
5.2.7 |
Определение коэффициента тепло- |
2 |
ПК-2, ПК-3, |
|
|
|
отдачи при свободной конвекции |
|
ПК-18, ПК-19 |
|
|
|
|
|
|
|
10. |
5.2.7 |
Теплопроводность |
2 |
ПК-3, ПК-4, |
|
|
|
|
|
ПК-6, ПК-18 |
|
|
|
|
|
|
|
11. |
5.2.7 |
Конвективный и лучистый теплооб- |
2 |
ПК-3, ПК-4, |
|
|
|
мен |
|
ПК-18, ПК-19 |
|
|
|
|
|
|
|
12. |
5.2.8 |
Испытание теплообменного аппара- |
2 |
ПК-2, ПК-4, |
|
|
|
та |
|
ПК-18, ПК-19 |
|
|
|
|
|
|
|
13. |
5.2.8 |
Теплопередача |
2 |
ПК-17, ПК-21, |
|
|
|
|
|
ПК-23 |
|
|
|
|
|
|
|
14. |
5.2.8 |
Расчет теплообменных аппаратов |
2 |
ПК-17, ПК-21, |
|
|
|
|
|
ПК-23 |
|
|
|
|
|
|
15. |
5.2.9 |
Показатели работы котельных уста- |
|
2 |
|
ПК-1, ПК-21, |
|
|
новок |
|
|
|
ПК-22 |
|
|
|
|
|
|
|
16. |
5.2.9 |
Определение теплоты сгорания |
|
2 |
|
ПК-2, ПК-18, |
|
|
топлива |
|
|
|
ПК-19 |
|
|
|
|
|
|
|
17. |
5.2.10 |
Приборы для инструментального |
|
4 |
|
ПК-1, ПК-2, |
|
|
энергоаудита |
|
|
|
ПК-19, ПК-18 |
|
|
|
|
|
|
|
Всего |
|
|
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. Практические занятия по курсовому проектированию (курсовой работе) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
№ |
№ раздела |
Наименование практических занятий |
Объем |
|
Код |
|
п/п |
дисциплины |
|
|
в часах |
|
формируемых |
|
|
|
|
О |
|
компетенций |
|
|
|
|
|
|
|
1. |
5.2.9 |
Определение параметров теплоносителей |
4 |
|
ПК-1, ПК-4, |
|
|
|
в реперных точках системы теплоснабже- |
|
|
|
|
|
|
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
5.2.9 |
Определение расходов теплоты на техно- |
4 |
|
ПК-13, ПК-21, |
|
|
|
логические нужды |
|
|
ПК-22, ПК-23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
5.2.9 |
Определение расходов теплоты на нужды |
4 |
|
ПК-13, ПК-21, |
|
|
|
отопления и вентиляции |
|
|
ПК-22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
5.2.9 |
Определение расходов теплоты на нужды |
4 |
|
ПК-13, ПК-21, |
|
|
|
горячего водоснабжения |
|
|
ПК-22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
5.2.9 |
Тепловой баланс предприятия и графики |
4 |
|
ПК-13, ПК-21, |
|
|
|
тепловых нагрузок |
|
|
ПК-22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
5.2.9 |
Подбор паровых котлов |
4 |
|
ПК-1, ПК-22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
5.2.9 |
Расчет и подбор водоподогревателей си- |
4 |
|
ПК-1, ПК-22 |
|
|
|
стем отопления и горячего водоснабжения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. |
5.2.9 |
Расчет одного из вспомогательных эле- |
4 |
|
ПК-1, ПК-22 |
|
|
|
ментов систем теплоснабжения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. |
5.2.10 |
Расчет теплоизоляционных конструкций |
4 |
|
ПК-1, ПК-22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Всего |
|
|
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8.Примерная тематика курсовых проектов (работ)
8.1.Проект автономного теплоснабжения молочного завода (или другого предприятия по переработке животноводческого сырья) в городе N
8.2.Проект комбинированного теплоснабжения молочного завода (или другого предприятия по переработке животноводческого сырья) в городе N