Теоретичні основи теплотехніки 2

Мета дисципліни:

засвоєння здобувачами комплексу знань в області енергетичних взаємодій та взаємоперетворень, а також властивостей робочих тіл; для досягнення мети вивчення дисципліни здобувачі повинні навчитися застосовувати  І та ІІ закон термодинаміки та закони теплообміну для проведення всебічного аналізу різноманітних теплоенергетичних систем з метою.  розробки енергоощадних технологій.
 
Завдання дисципліни:
вивчення процесів енергетичних взаємодій та взаємоперетворень в різноманітному обладнанні енергетики; 
навчитись застосовувати теоретичні навички для практичних розрахунків заданих процесів в обладнанні; 
проводити аналіз позитивних та негативних властивостей діючого обладнання та вибирати методи інтенсифікації процесів та їх реалізації; 
розуміти перспективи розвитку національної та світової енергетики. 

Основні результати навчання.
 
Обирати і застосовувати придатні типові аналітичні, розрахункові та експериментальні методи; правильно інтерпретувати результати таких досліджень. 
Виявляти,  формулювати  і  вирішувати  інженерні  завдання   у  теплоенергетиці; розуміти важливість нетехнічних (суспільство, здоров'я і безпека, навколишнє середовище, економіка і промисловість) обмежень.
Розуміти  ключові  аспекти  та  концепції  теплоенергетики,  технології виробництва, передачі, розподілу і використання енергії.
Мати навички  розв’язання  складних  задач  і  практичних  проблем,  що передбачають реалізацію інженерних проектів і проведення досліджень відповідно до спеціалізації.

Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять
 
Л – лекційні заняття; ПЗ – практичні заняття; ЛР – лабораторні заняття; СРЗ – самостійна робота здобувача вищої освіти; МКР – модульна контрольна робота; К – консультації.
 
Тематика та види навчальних занять.
 
1. тиждень.

Л.1. Реальні гази та пари. 
Л.2. Фазові переходи та критичний стан речовин. Основні закономірності фазових переходів.
ПЗ 1. Газові та парогазові суміші.
ЛР 1. Визначення характеристик термодинамічного стану робочих тіл 1.
СРЗ. К.

2. тиждень.
Л.3. Пара та її особливості. Процес пароутворення та його характеристики.
ПЗ 2. Діаграма Н-d для вологого повітря. 
ЛР 2. Визначення характеристик термодинамічного стану робочих тіл 2.
СРЗ. К.
 
3. тиждень. 

Л.4. Особливості різних станів. Кількісні та якісні розрахунки стану води.
Л.5.Таблиці термодинамічних властивостей пари та рідини. Масштабна діаграма h-s.(СРС, К)
ПЗ 4. Приклади використання діаграми Н-d. Розрахунки характеристик газових та парогазових сумішей. Принципи розрахунку ідеального тепломеханічного циклу та оцінка його ефективності.
ЛР 4. Визначення характеристик ізобарного процесу конденсації водяної пари.
СРЗ. К.
 
4. тиждень. 

Л.6. Розрахунок та аналіз процесів з водяною парою. Методика та план розрахунку характеристик процесів з водяною парою.
ПЗ 5. Приклади використання  розрахунків для  ідеального тепломеханічного циклу та оцінка його ефективності.
ЛР 5. Порівняльний аналіз теорії і експерименту.
СРЗ. К.
 
5. тиждень.

Л.7. Газові та парогазові суміші.
Л.8.Термодинамічні показники поточних теплових процесів.
ПЗ5. Розрахунок ізобарно-адіабатного теплосилового циклу. Оцінка ефективності ізобарно-адіабатного теплосилового циклу за енергетичними та ексергетичними показниками
ЛР5. Дослідження термодинамічних властивостей ідеального газу.
СРЗ. К.
 
6. тиждень. 

Л.9. Основне рівняння технічної термодинаміки.
ПЗ6. Основні шляхи підвищення ефективності теплосилових установок. 
ЛР6. Порівняння теорії та експерименту.
СРЗ. К.
 
7. тиждень. 

Л.10.Термодинамічний аналіз процесу течії газів.
Л.11.Особливості переходу через швидкість звуку.
ПЗ7. Розрахунок ізобарно-адіабатного циклу з регенерацією. Розрахунок найпростішого ідеального циклу Ренкіна
ЛР7. Дослідження політропного газового процесу.
СРЗ. К.
 
8. тиждень. 

Л.12.Термодинамічний аналіз процесу нагнітання в неохолоджуваному ступені.
ПЗ 8. Розрахунок ідеального циклу Ренкіна 2.
ЛР 8. Дослідження процесу дозвукового витікання повітря з сопла.
СРЗ. К.
МКР1.

9. тиждень. 

Л.13.Термодинамічний аналіз процесу нагнітання в охолоджуваному ступені.
Л.14.Розширення газоподібних робочих тіл з віддачою роботи.
ПЗ 9. Методи підвищення ефективності ПСУ.
ЛР 9. Дослідження процесу надзвукового витікання повітря з сопла.
СРЗ.К.

10. тиждень.
 
Л.15.Тепломеханічні цикли та їх особливості.
ПЗ 10. Принцип розрахуноку реального циклу Ренкіна.
ЛР 10. Дослідження процесу витікання водяної пари з отвору.
СРЗ.К.
11. тиждень.

Л.16. Цикл Ренкіна та його особливості.
Л.17. Цикл Ренкіна з проміжним перегрівом пари.
ПЗ 11. Цикл Ренкіна з перегрівом пари.
ЛР 11. Дослідження процесу витікання водяної пари з сопла Вентурі.
СРЗ.К.
12. тиждень. 

Л.18. Регенеративний цикл Ренкіна.
ПЗ 12. Ідеальні цикли двигунів внутрішнього згорання.
ЛЗ. 12. Дослідження процесу розширення газу у турбіні. 
 СРЗ.К.

13. тиждень.
 
Л.19. Основи теплофікації (СРС, К).
Л. 20. Ідеальні цикли газотурбінних установок.
ПЗ 19. Приклади застосування розрахунку ідеальних циклів ДВС. Цикл Отто.
ЛР 13. Дослідження процесу розширення водяної пари  у турбіні. 
СРЗ.К.
14. тиждень.
 
Л. 21. Шляхи підвищення ефективності газотурбінних установок.
ПЗ 14. Принципи розрахунку циклів газотурбінних установок.
ЛР 14. Дослідження процесу нагнітання газу в адіабатному нагнітачі.
СРЗ.К.

15. тиждень.
 
Л.22. Ідеальні цикли двигунів внутрішнього згорання (початок)
Л.23. Ідеальні цикли двигунів внутрішнього згорання (кінець)
ПЗ 15. Методи підвищення ефективності газотурбінних установок.
ЛР 15. Дослідження процесу нагнітання газу в ізотермічному нагнітачі.
СРЗ.К.
МКР.2.
Індивідуальна робота
 
Виконується  курсова робота 
 
Мета курсової роботи:
 
Мета курсової роботи – набуття загальних та спеціальних компетентностій здобувачів, формування необхідних знань та методів для підвищення ефективності роботи ПСУ, виявляючи найбільш ефективні; передбачає знання здобувачів про призначення, проектування, експлуатацію теплоенергетичних установок для перетворення теплоти в роботу з подальшим отриманням електричної енергії..
Під час виконання курсової роботи здобувач повинен показати уміння самостійно працювати з навчальною і науковою літературою, електронно-обчислювальною технікою, використовуючи сучасні інформаційні засоби та технології. 
Курсова робота вміщує розрахунки основних характеристик цикла Ренкіна  та паросилових установок (ПСУ).
Курсова робота робота супроводжується графічною частиною, що містить принципові схеми ПСУ (найпростішу, з проміжним перегрівом пари, з граничною регенерацією) та графіки процесів у діаграмах T-s.
В діаграмі h-s студенти показують процеси розширення пари в турбіні (з отриманням механічної роботи) з означенням стану водяної пари в різних точках циклу. Окремо досліджуються практичні схеми підігріву живильної води в теплообмінниках змішуючого типу.
 
1–4 тижні
 
Отримання завдання. Найпростіший цикл. 
 
5–9 тижні

Цикл з проміжним перегрівом.

9–13 тижні

Регенеративний цикл

14–15 тижні

Висновки по роботі. Використана література. Оформлення роботи.
 
15 тиждень
Захист роботи
 
Самостійна робота 

Самостійна робота складає 164 годин.
Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
1) підготовка до лекційних  занять -23 години;
2) підготовка до практичних занять -40 годин;
3) підготовка до лабораторних занять -41 годин;
4) виконання курсової роботи – 30 годин;
5) підготовка до екзамену -30 годин.
 
Процедура оцінювання.
 
Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та практичних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи.
Модульна контрольна робота виконується у письмовій формі. Модульна робота складається з теоретичної частини (2 запитання) та практичної частини (1 задача). Відповідь на кожне теоретичне питання оцінюється максимум 10 балами (2 питання = 20 балів). Правильне розв’язання задачі оцінюється в 10 балів.
 
Модульна контрольна робота оцінюється у максимально можливі 30 балів.
 
Семестровий модуль № 1
ЛЗ. Оцінка за виконання - 10 балів.
ПЗ. Оцінка за виконання - 5 балів
ЛР. Оцінка за виконання - 5 балів. Термін виконання - 8 тиждень.
МК1. Модульна контрольна робота – 30 балів (8 тиждень).
Перескладання можливе протягом 9–11 тижнів за розкладом консультацій.

Семестровий модуль № 2
 
ЛЗ. Оцінка за виконання - 10 балів.
ПЗ. Оцінка за виконання - 5 балів
ЛР. Оцінка за виконання - 5 балів 
МК2. Модульна контрольна робота – 30 балів. (15 тиждень).
 
Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів.
 
Підсумковим контролем з дисципліни є усний екзамен, білет до якого складається з теоретичної частини (2 запитання) та практичної частини (1 задача). Відповідь на кожне теоретичне питання оцінюється максимум 30 балами (2 питання = 60 балів). Правильне розв’язання задачі оцінюється в 40 балів.
Максимальна оцінка за правильні відповіді на всі питання екзаменаційного білету становить 100 балів. 
 
 
Умови допуску до підсумкового контролю
 
До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни на не менш, ніж на 60 %.

Екзамен відбувається за всіма тематичними (змістовними) модулями дисципліни.

Складання/перескладання екзаменів організується за встановленим деканатом IЕКСУ  розкладом.
 
 
Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності.
 
Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
 
Відсутність здобувача на екзамені або на контрольній роботі відповідає оцінці «0».
 
Складання/перескладання екзаменів – за встановленим деканатом розкладом.
 
Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.
.