Високотемпературні теплотехнологічні процеси і установки

Мета дисципліни: набуття здобувачами вищої освіти теоретичних знань щодо освоєння сучасних конструкцій, методів розрахунків високотемпературних тепло технологічних установок (ВТТУ), теплових процесів, які відбуваються в установках та методів підвищення ефективності тепловикористання; розвинення у студентів наукового світогляду; ознайомлення студентів з сучасними розробками та світовими тенденціями розвитку високотемпературних тепло технологічних установок.

Завдання дисципліни: сформувати уявлення про сучасний підхід до оцінки і розрахунку високотемпературних тепло технологічних установок, придбання знань про закони, які керують процесами високотемпературних тепло технологічних установок, отримання навиків, необхідних для розрахунку, проектування, дослідження, монтажу та експлуатації високотемпературних тепло технологічних установок.

Основні результати навчання 
 
Розуміння міждисциплінарного контексту спеціальності «Теплоенергетика».
Розуміти ключові  аспекти та концепції  теплоенергетики,  технології виробництва, передачі, розподілу і використання енергії.
Знати заходи з підвищення енергетичної ефективності теплових процесів та теплоенергетичних установок.
Вміти проводити розрахунки та надавати рекомендації, що до ефективної роботи систем теплоенергетичної галузі.
 

Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять
 
Л – лекційні заняття; ПЗ – практичні заняття; ЛР – лабораторні заняття; РГР – розрахунково графічна робота; СРЗ – самостійна робота здобувача вищої освіти; МКР – модульна контрольна робота; К – консультації.
 
 
Тематика та види навчальних занять
 
1 тиждень
Л1. Вступні поняття і визначення; особливості та область застосування високотемпературних тепло технологічних процесів та установок. 
Л2. Енергетика тепло технологій як науково-практична основа реалізації нових технологій та процесів. 
ПЗ1.  Розрахунки матеріальних балансів ВТТУ.
СРЗ. К.
 
2 тиждень
Л3. Загальна схема ВТТУ. Приклади ВТТУ, що використовуються в промисловості.
ЛР1. Теплотехнічні випробування ВТТУ. Частина 1.
РГР1. Отримання завдання. 
СРЗ. К.
 
3 тиждень
Л4. Тепловий та температурний режим роботи ВТТУ різного призначення. 
Л5. Поняття про лімітуючу стадію розвитку ВТТУ. Основні умови розвитку ВТТУ.
ПЗ2.  Розрахунки теплових балансів ВТТУ. Частина 1.
СРЗ. К.
 
4 тиждень
Л6. Теплотехнічні принципи класифікації. Структурні та теплові схеми ВТТУ.
ЛР2. Теплотехнічні випробування ВТТУ. Частина 2.
РГР2. Розрахунок матеріального балансу процесу горіння палива та визначення складу продуктів горіння палива.
СРС. К.

5 тиждень
Л7. Схеми теплообміну в робочому просторі ВТТУ. Радіаційний, конвективний та змішаний режими зовнішнього теплообміну.
Л8. Основи розрахунки зовнішнього теплообміну. Теплообмін випромінюванням в робочому просторі.
ПЗ3.  Розрахунки теплових балансів ВТТУ. Частина 2.
СРЗ. К.

6  тиждень
Л9. Основи розрахунки зовнішнього теплообміну. Теплообмін випромінюванням при муфелю ванні матеріалу або полум’я.
ЛР3. Теплотехнічні випробування ВТТУ. Частина 3.
РГР3. Розрахунок характеристик зовнішнього теплообміну в робочому просторі тепло технологічної установки. Частина 1.
СРЗ. К.
 
7 тиждень
Л10. Матеріальні баланси ВТТУ. Структура, рівень та розрахунки матеріальних балансів ВТТУ.
Л11. Теплові баланси ВТТУ. Структура, рівень та розрахунки теплових балансів ВТТУ, робочого простору, його окремих зон та інших елементів ВТТУ.
ПЗ4. Визначення продуктивності ВТТУ та техніко-економічних показників теплової обробки матеріалів.
СРЗ. К.
 
8 тиждень 
Л12. Визначення основних статей теплового балансу. Питомі витрати палива, енергоресурсів на процес.
ЛР4. Дослідження роботи радіаційно-конвективного розчину. Частина 1.
РГР4. Розрахунок характеристик зовнішнього теплообміну в робочому просторі тепло технологічної установки. Частина 2.
МКР№1.
СРЗ. К.

9 тиждень
Л13. Вторинні енергетичні ресурси промисловості та загальні умови їх використання.
Л14. Автономний нагрів дуття. Хімічна регенерація теплоти.
ПЗ5. Теплові розрахунки та визначення конструктивних розмірів рекуперативних підігрівників повітря та газу.
СРЗ. К.

10 тиждень
Л15. Комбіновані схеми використання ВЕР.
ЛР5. Дослідження роботи радіаційно-конвективного розчину. Частина 2.
РГР5. Визначення конструктивних розмірів робочого простору установки. Частина 1.
СРЗ. К.

11 тиждень
Л16. Котли на відходячих газах як елементи ВТТУ.
Л17. Регенератори з нерухомою насадкою. Схеми насадки та їх характеристики. Розрахунки рекуператорів з нерухомою насадкою.
ПЗ6. Теплові розрахунки та визначення конструктивних розмірів регенеративних підігрівників повітря.
СРЗ. К.

12 тиждень
Л18. Регенератори з рухомою насадкою. Схеми насадки та їх характеристики. Розрахунки рекуператорів з рухомою насадкою.
ЛР6. Дослідження роботи пальників. Частина 1.
РГР6. Визначення конструктивних розмірів робочого простору установки. Частина 2.
СРЗ. К.

13 тиждень
Л19. Рекуперативний нагрів компонентів горіння. Конструкції рекуператорів.
Л20. Теплові розрахунки рекуперативних теплообмінних апаратів.
ПЗ7. Розрахунки пристроїв для організації спалювання палив ВТТУ. Частина 1.
РГР7. Складання теплового балансу процесу теплової обробки та визначення витрат палива на тепло технологічний процес. Частина 1.
СРЗ. К.

14 тиждень
Л21. Раціоналізація паливо використання в ВТТУ.
ЛР7. Дослідження роботи пальників. Частина 2.
РГР8. Складання теплового балансу процесу теплової обробки та визначення витрат палива на тепло технологічний процес. Частина 2.
СРЗ. К.

15 тиждень
Л22. Спалювальні пристрої. Класифікація спалювальних пристроїв та загальні вимоги до їх конструкцій.
Л23. Спалювальні пристрої із попререднім змішеутворенням, їх конструкції та область застосування.
ПЗ8. Розрахунки пристроїв для організації спалювання палив ВТТУ. Частина 1.
РГР9. Захист РГР.
МКР№2.
СРЗ. К.
 
Індивідуальна робота: Виконується розрахунково-графічна робота. 
 
Мета РГР:
 
набуття загальних та спеціальних компетентностей бакалаврів, закріплення та поглиблення знань, придбаних при вивченні теоретичного курсу, а також розвиток навичок розв’язання конкретних інженерних задач та оформлення технічної документації на тему «Розрахункок установки теплової обробки металу».
 
1 - 4 тижні
Отримання завдання. Розрахунок матеріального балансу процесу горіння палива та визначення складу продуктів горіння палива.
 
5 - 8 тижні
Розрахунок характеристик зовнішнього теплообміну в робочому просторі тепло технологічної установки.
 
9 - 12 тижні
Визначення конструктивних розмірів робочого простору установки.
 
13 - 15 тижні
Складання теплового балансу процесу теплової обробки та визначення витрат палива на тепло технологічний процес.
 
15 тиждень
 
Захист РГР.
 
 
Самостійна робота 

Самостійна робота складає 104 години. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт: підготовка до лекційних занять – 46 годин;  підготовка до практичних занять – 29 годин, підготовка до лабораторних занять – 14 годин, виконання РГР – 15 годин.
 
 
Процедура оцінювання
 
Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та практичних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи. Модульні контрольні роботи №1 та №2 виконуються у письмовій формі. Модульна робота складається з теоретичної частини (10 тестових запитань) та практичної частини (1 завдання). Відповідь на кожне тестове запитання оцінюється максимум в 1 бал. Правильне виконання кожного практичного завдання оцінюється в 10 балів. Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів:
Семестровий модуль № 1
ПЗ1. Оцінка за виконання – 3 балів (1 тиждень).
ЛР1. Оцінка за виконання – 3 балів (2 тиждень).
ПЗ2. Оцінка за виконання – 4 балів (3 тиждень).
ЛР2. Оцінка за виконання – 5 балів (4 тиждень).
ПЗ3. Оцінка за виконання – 4 балів (5 тиждень).
ЛР3. Оцінка за виконання – 5 балів (6 тиждень).
ПЗ4. Оцінка за виконання – 3 балів (7 тиждень).
ЛР4. Оцінка за виконання – 3 балів (8 тиждень).
МКР №1. Модульна контрольна робота – 20 балів (8 тиждень). 
Перескладання можливе протягом 9-10 тижнів за розкладом консультацій.
Семестровий модуль № 2
ПЗ5. Оцінка за виконання – 4 балів (9 тиждень).
ЛР5. Оцінка за виконання – 5 балів (10 тиждень).
ПЗ6. Оцінка за виконання – 4 балів (11 тиждень).
ЛР6. Оцінка за виконання – 4 балів (12 тиждень).
ПЗ7. Оцінка за виконання – 4 балів (13 тиждень).
ЛР7. Оцінка за виконання – 5 балів (14 тиждень).
ПЗ8. Оцінка за виконання – 4 балів (15 тиждень).
 
МКР №2. Модульна контрольна робота – 20 балів (15 тиждень).
Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів. Підсумковим контролем з дисципліни є залік.

Умови допуску до підсумкового контролю 

Залік виставляється здобувачу вищої освіти як сумарна оцінка за виконання всіх елементів навчальної дисципліни не менше ніж на 60%.

Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання, відвідувати консультації викладача з метою з’ясування всіх не зрозумілих питань під час самостійної роботи. 

Виконаний не свій варіант завдання здобувача не оцінюється.
 
Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
 
Відсутність здобувача на модульній контрольній роботі відповідає оцінці «0». 

Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.

Заборонено використання будь-яких літературних джерел, конспектів лекцій, шпаргалок під час проходження модульних контролів з дисципліни.