Документ 3843624

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
___________________
Руководитель ООП
по направлению 240100
проф. Н.М. Теляков
_______________________
Зав.кафедрой ПТПЭ
проф. Теляков Н.М.
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ТЕРМОДИНАМИКА»
Направление подготовки: 240100 Химическая технология
Квалификация
(степень)
выпускника:
бакалавр,
звание «бакалавр»
Форма обучения: очная
Составители: заведующий каф. ПТПЭ Н.М. Теляков
ассистент каф. ПТПЭ Д.В.Горленков
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
специальное
1.Цели и задачи дисциплины:
Учебная дисциплина "Термодинамика" — обязательная дисциплина федеральных
государственных образовательных стандартов всех направлений первого уровня высшего
профессионального образования (бакалавриата) и специалитета.
Основной целью образования по дисциплине Курс «Термодинамика» является одной
из основных профилирующих дисциплин в системе подготовки бакалавров по
специальности «Металлургия».
Задачей изучения дисциплины является подготовка студентов к творческому
применению полученных знаний при создании новых и совершенствованию действующих
технологических процессов.
Основными обобщёнными задачами дисциплины (компетенциями) являются:

овладение знаниями процессов, протекающих в термодинамических системах и
их влиянии на работу теплоэнергетического оборудования, а также знаниями об
основных
принципах термодинамического анализа тепловых процессов и
теплоэнергетических систем.

формирование: профессионального выполнения расчетов термодинамических и
теплоэнергетических систем.
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО по направлению подготовки
150100 «Металлургия»
Дисциплина «Термодинамика» относится к профессиональному циклу основной
образовательной программы.
Содержание дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении
дисциплин естественнонаучного и профессионального циклов, а знания, умения и навыки,
полученные при её изучении, будут использованы в процессе освоения специальных
дисциплин, при курсовом и дипломном проектировании, в практической
профессиональной деятельности.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс
изучения
дисциплины
направлен
на
формирование
следующих
профессиональных компетенций (ПК) выпускника:
производственно-технологическая деятельность:
 проводить экспериментальные исследования в
пользоваться экспериментальной аппаратурой;
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
области
 основные термодинамические закона состояния системы;
термодинамика,
 положения первого и второго начала термодинамики;
 термодинамические процессы изменения состояния газа;
 термодинамические свойства жидкости и пара;
 циклы теплоэнергетических установок;
 основы термодинамики неравновестных процессов.
уметь:
 использовать основные законы термодинамики и практической деятельности;
 уметь рассчитывать термодинамические свойства газов, жидкостей и пара;
 давать оценку эффективности процессов, происходящих в термодинамических
системах и их влияния на работу теплоэнергетического оборудования;
 проводить анализ тепловых процессов и работы теплоэнергетических установок.
владеть:

понятийно-терминологическим аппаратом в области термодинамика;

навыками рационализации профессиональной деятельности.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Всего
часов
Аудиторные занятия (всего)
Семестры
III
68
68
Лекции
17
17
Практические занятия (ПЗ)
51
51
Семинары (С)
-
-
Лабораторные работы (ЛР)
-
-
76
76
Курсовой проект (работа)
-
-
Расчетно-графические работы
-
-
Реферат
-
-
Другие виды самостоятельной работы
-
-
Вид промежуточной аттестации: зачет
зач.
зач.
144
144
4
4
В том числе:
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Общая трудоемкость
час
зач. ед.
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
Наименование раздела
дисциплины
1.
Введение.
2.
Tермодинамическая
система и ее состояния.
3.
Первое начало
термодинамики.
4.
Термодинамические
процессы изменения
состояния газа.
5.
Второе начало
термодинамики
6.
Термодинамические
свойства жидкости и
пара.
Содержание раздела
Предмет технической термодинамики и теплотехники.
Его цели и задачи. Содержание дисциплины.
Открытая, закрытая, адиабатическая (адиабатная),
изолированная
термодинамические
системы
и
характеристики их состояния. Законы объемного сжатия
и теплового расширения жидкости и газа. Газовые
законы. Уравнение газового состояния. Газовая
постоянная. Параметры газовой смеси. Взаимосвязь
параметров реальных газов. Методы расчета параметров
состояния термодинамической системы.
Понятие о теплоте, работе, внутренней и полной энергии
термодинамической системы, ее энтальпии и энтропии.
Уравнения первого начала термодинамики. Теплоемкость
системы. Изохорная и изобарная теплоемкости газа,
истинная и средняя теплоемкости газов, теплоемкость
газовой смеси. Энтальпия и энтропия газов, их
приращение. Методы расчета теплоты, работы,
внутренней и полной энергии, энтальпии и энтропии
термодинамической системы.
Общий и частные случаи газового процесса. Изохорный,
изобарный, изотермический и адиабатный процессы.
Политропные процессы. Анализ политропных процессов.
P-V и T-S диаграммы газовых процессов. Методы расчета
параметров
состояния
рабочего
тела
в
термодинамических процессах.
Круговые процессы (циклы). Формулировка второго
начала термодинамики. Обратимые и необратимые
процессы. Цикл Карно. Термодинамическая температура.
Необратимые процессы. Изменение энтропии в
необратимых процессах. Эксергия. Самопроизвольные и
несамопроизвольные процессы. Термодинамические
потенциалы. Процессы в термодинамических системах,
их
влияние
на
работу
теплоэнергетического
оборудования. Методы расчета параметров обратимых и
необратимых
циклических
процессов
изменения
состояния рабочего тела термодинамической системы.
Фазовая диаграмма воды. Процесс парообразования в P-V
и T-S диаграммах. Энтальпия воды и водяного пара.
Изохорный, изобарный, изотермический и адиабатный
процессы для водяного пара. Дросселирование пара.
Основные характеристики влажного газа. Изменение
состояния влажного газа. I-D и I-S диаграммы для
влажного воздуха.
Термодинамический анализ тепловых процессов и
теплоэнергетических систем. Методы анализа циклов
теплоэнергетических установок. Анализ основных
процессов в открытых системах: ступени турбины и
компрессора,
эжекторы,
сопла;
анализ
высокотемпературных
тепловыделяющих
и
теплоиспользующих установок; циклические процессы
преобразования теплоты в работу; теплосиловые
установки, холодильные машины, тепловые насосы.
Циклы
теплоэнергетических
установок
7.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин
Экология
Теплофизика
Тепломассообмен
Теплотехнические
измерения и приборы
Теория теплопередачи
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для
изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1
2
3
4
5
6
7
8
…
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
п/
п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Наименование раздела дисциплины
Tермодинамическая система и ее
состояния
Первое начало термодинамики
Термодинамические процессы
изменения состояния газа
Второе начало термодинамики
Термодинамические свойства
жидкости и пара
Циклы теплоэнергетических
установок
Лекций
Практ. Лаб.
зан.
зан.
Семинаров
СРС
Всего
часов
6
6
12
6
4
10
6
12
18
6
12
18
4
-
4
6
-
6
6. Лабораторный практикум
№
п/п
1.
№ раздела
дисциплины
2,3,5,7
Тематика практических занятий (семинаров)
Расчет термодинамических параметров и
характеристик заданного процесса. Проверка
первого закона термодинамики. Построение
фрагментов P-V и T-S диаграмм для воздуха.
Трудоемкость
(час.)
34
Моделирование обратимого процесса.
Моделирование
необратимого
процесса.
Определение параметров влажного воздуха.
Расчет и анализ эффективности циклов
тепловых и холодильных машин.
1. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовые проекты (работы) не предусмотрены.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. Теплотехника металлургического производства. Т. 1т-Теоретические основы:
Учебное пособие для вузов /Кривандин В.А., Арутюнов В.А., Белоусов В.В. и др.
М: «МИСИС, 2002. 608 с.
2. Теплотехника металлургического производства. Т. 2. Конструкция и работа печей:
Учебное пособие для вузов/Кривандин В.А., Белоусов В.В., Сборщиков Г.С. и др.
М.: МИСИС, 2001. - 736 с.
3. Теплотехника: Учеб. для вузов./В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г.М. Камфер и др.;
Под ред. В.Н. Луканина. 2-е изд., перераб. М: Высш. шк., 2000. 671 с.
4. Востриков В.А., Павлова Е.И. Практикум по технической термодинамике. М.: ГУП
ИД «Руда и металлы». 2000. 174 с.
5. Гущин С.Н., Телегин А.С.. Лобанов В.И., Корюков В.Н. Теплотехника и
теплоэнергетика металлургического производства. М.: Металлургия. 1993. 366 с.
б) дополнительная литература
6. .Алабовский А.Н., Недужий А.Н. Техническая термодинамика и теплопередача.
Киев, «Высшая школа». 1990. 255 с.
7. Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Высшая школа.
1988. 479 с.
8. Телегин А.С., Швыдкий В.С., Ярошенко Ю.Г. Термодинамика и тепломассоперенос.
М.: Металлургия. 1980. 264 с.
9. Арнольд Л.В., Михайловский Г.А., Селиверстов В.Н. Техническая термодинамика и
теплопередача. М.: Высшая школа. 1979. 444 с.
10. Сборник задач по технической термодинамике / Т.Н.Андрианов, В.В. Дзамнов и др.
М.: Энергия. 1971. 263 с.
в) программное обеспечение
Электронные версии учебников, пособий, методических разработок, указаний и
рекомендаций по всем видам учебной работы, предусмотренных вузовской рабочей
программой, находящиеся в свободном доступе для студентов, обучающихся в вузе.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
Операционные системы Windows, стандартные офисные программы.
9.Материально-техническое обеспечение дисциплины
Использование материалов и приборов лаборатории кафедры ПТПЭ. Использование
студентами для самостоятельной работы разработанных на кафедре учебников и учебных
пособий.
10.Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Примерная программа предусматривает возможность обучения в рамках
традиционной поточно-групповой системы обучения. При этом обучение рекомендуется в
течение одного семестра: для бакалавров - в III семестре.
Разработчик:
Национальный минеральносырьевой университет
«Горный»
Национальный минеральносырьевой университет
«Горный»
Заведующий
кафедрой
печных
технологий
и
переработки
энергоносителей,
профессор
Ассистент
кафедры
печных
технологий
и
переработки
энергоносителей
Теляков Н.М.
Горленков Д.В.