Курс "Теплотехника"

​В данном курсе излагаются основы технической термодинамики и теории теплообмена. Приводятся основные сведения по характеристикам топлива и процессам его горения, конструкциям теплообменников, котельных агрегатов, компрессоров. Рассматриваются принципы работы тепловых двигателей, паровых и газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания и компрессоров.​

О курсе

Теплотехника – комплексная научная дисциплина, без знания которой невозможно разобраться в сложных современных технологических процессах, где генерируется и используется тепловая энергия. Теплотехника является общетехнической дисциплиной, которая занимает одно из центральных мест в инженерной подготовке современных специалистов высокой квалификации. Это обусловлено тем, что процессы получения, использования и переноса теплоты имеют место практически во всех технических устройствах и технологических процессах современной техники. При расчете двигателей различных типов, компрессорных установок, проектировании и ведении технологических процессов в различных отраслях промышленности современный специалист должен уметь правильно формулировать и решать разнообразные прикладные задачи с использованием основных законов термодинамики и теплообмена.

Формат

Еженедельные занятия будут включать просмотр тематических видео-лекций с субтитрами, изучение текстовых материалов с примерами, иллюстрирующими теоретические положения, выполнение учебных заданий разного уровня сложности с автоматизированной проверкой. В рамках курса предусмотрено выполнение девяти лабораторных работ в виртуальной лаборатории "Теплотехника", шесть контрольных заданий по разделам курса и контрольное тестирование.

Теплотехника: Учебное пособие для вузов/А.П.Баскаков, Б.В. Берг, О.К. Витт и др.; Под ред. Баскакова А.П..- 3-е изд., перераб. и доп. – М.:ООО «ИД БАСТЕТ», 2010. -328 с.:ил.

Требования

Для успешного освоения курса теплотехники необходимы знания курса высшей математики (математический анализ, дифференциальное и интегральное исчисление, дифференциальные уравнения), физики и химии.

Программа курса

Раздел 1. Техническая термодинамика.
Основные понятия и определения термодинамики

Первое начало термодинамики

Термодинамические процессы идеальных газов

Второе начало термодинамики

Термодинамика фазовых переходов

Термодинамика потока

Термодинамический расчёт и анализ циклов тепловых двигателей

Термодинамический расчёт и анализ циклов паросиловых установок (ПСУ)

Раздел 2. Основы теории теплообмена

Введение. Основные понятия и определения. Способы и процессы переноса теплоты

Теплообмен излучением

Конвективный и сложный теплообмен

Стационарная теплопроводность

Нестационарная теплопроводность

Теплопередача

Теплообменные аппараты

Раздел 3. Энергетическое оборудование

Общая классификация и характеристика твердого, жидкого и газообразного видов топлива

Теплота сгорания топлива

Методика расчета горения топлива

Особенности сжигания органических топлив

Тепловой баланс котла

Конструкции котельных установок

Компрессоры

Повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов

Результаты обучения

По окончании освоения дисциплины обучающийся будет способен:

  • объяснять законы и закономерности термодинамики и теории теплообмена;
  • применять на практике методы расчета термодинамических и теплообменных процессов в прикладных задачах различных областей современной техники и технологии
  • выбирать рациональные способы получения и использования энергии различных видов;
  • характеризовать твердое, жидкое и газообразное топливо, осуществлять аналитический расчет его горения;
  • разбираться в схемах и рассчитывать элементы котлов, теплообменных аппаратов, паро- и газотурбинных установок, и компрессоров, двигателей внутреннего сгорания;
  • рассчитывать теплоту, полезно затраченную на производство пара и воды; расход топлива и КПД котла; потери теплоты;
  • составлять тепловые балансы элементов оборудования.

Формируемые компетенции

  • способность моделировать энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии ПК-1;
  • способность демонстрировать знание теоретических основ рабочих процессов в энергетических машинах, аппаратах и установках ПК-2;
  • способность использовать знания фундаментальных разделов естественнонаучных и профессиональных дисциплин для понимания и описания процессов в машинах и аппаратах теплотехнического оборудования, системах транспорта и потребления тепловой и электрической энергии и технологических энергоносителей ПК-3;
  • способность использовать основные понятия, законы и модели термодинамики, химической кинетики, переноса тепла и массы ПК-21.