Рабочая программа по дисциплине Термодинамика, теплотехника и гидравлика
рабочая программа на тему

РЕКОМЕНДОВАНА

На заседании УМО  по специальностям технического профиля

Протокол заседания УМО  

№1 от «    »               2016    г.

Председатель УМО

_______________ З.М. Казарьян

СОГЛАСОВАНА

Заместитель директора по учебной работе

ГБПОУ КК ВТПП

«____»_______________2016 г.

 ____________________ Ноздринова Р.А.

Вид учебной работы

Объем часов

Максимальная учебная нагрузка (всего)

198

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

136

в том числе:

лекции

54

     лабораторные  работы

30

     практические занятия

52

Самостоятельная работа обучающегося (всего)

62

Промежуточная аттестация:  в 4-ом семестре, экзамен

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные  работы и практические

занятия, самостоятельная работа обучающихся

Объем часов

Уровень освоения

1

2

Введение.

Краткая характеристика современного состояния термодинамики и гидравлики. Роль отечественных и зарубежных ученых в развитии теплоэнергетики, холодильной техники и гидроэнергетики.

Основные направления и перспективы развития энергетики и холодильной техники. Связь данной дисциплины с другими дисциплинами учебного плана и ее роль в подготовке специалиста по монтажу и технической эксплуатации холодильно-компрессорных установок.

Вопросы экологии, связанные с применением холодильных и тепловых машин, в том числе на предприятиях Краснодарского края.

1

1

Раздел 1 Теоретические основы термодинамики

Тема 1.1.

Основные параметры состояния рабочего тела

Содержание учебного материала

10

Понятие о рабочем теле (РТ). Термодинамическая система. Основные параметры. Удельный объем РТ. Единицы измерения. Давление избыточное, вакуумное, атмосферное давление. Температура. Шкалы температур.

1

 2

Лабораторные работы

2

Лабораторная работа  №1

2

Определение атмосферного давления

Практическое занятие №1

2

Определение основных параметров состояния рабочего тела.

Контрольные работы

-

Самостоятельная работа обучающихся:

1. Составление кроссворда по теме
2. Подготовка к практическим работам
3. Работа с дополнительными материалами и интернет-ресурсами

5

Тема 1.2.

Законы идеальных газов

Содержание учебного материала

5

Понятие об идеальном газе. Реальный газ. Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля. Закон Авогадро. Уравнение состояния идеального газа. Газовая постоянная, ее физический смысл и единицы измерения.

2

2

Лабораторные работы:

-

Практическое занятие №2

-

Решение задач по применению законов идеального газа

2

Контрольные работы

-

Самостоятельная работа обучающихся:

1. Работа с дополнительными источниками, интернет-ресурсами
2. Решение задач

1

Тема 1.3. Теплоемкость газов и их смесей

Содержание учебного материала

20

Понятие о теплоемкости. Зависимость теплоемкости от температуры. Средняя и истинная теплоемкость.

Массовая, объемная, мольная теплоемкость, связь между ними. Зависимость теплоемкости от характера процесса. Теплоемкость изохорная и изобарная. Уравнение Майера. Теплоемкость газовых смесей

4

2

Лабораторная работа №2

2

2

Определение удельной изобарной теплоемкости воздуха

Практическое занятие №3

2

2

2

Определение теплоемкости с помощью формул.

Практическое занятие №4

Определение количества теплоты в различных процессах.

Практическое занятие №5

Определение теплоемкости газовых смесей

Контрольные работы

-

Самостоятельная работа обучающихся:

1. Подготовка к практической работе по раздаточному материалу
2. Подготовка к лабораторной работе по раздаточному материалу
3. Работа с дополнительными материалами и интернет-ресурсами

8

Тема 1.4.

Первый закон термодинамики

Содержание учебного материала

10

Понятие о термодинамическом процессе, внутренней энергии, работе, теплоте. Первый закон термодинамики. Аналитическое выражение первого закона термодинамики. Понятие об энтальпии.

2

2

Лабораторная работа

-

Практическая работа №6

2

Решение задач на определение работы, теплоты, внутренней энергии

Контрольные работы

-

Самостоятельная работа обучающихся:

1. Подготовка к практической работе по раздаточному материалу
2. Составление тестов по темам 1.1 -1.4

6

Тема 1.5. Термодинамические процессы в газах

Содержание учебного материала

19

Обратимые и необратимые процессы. Исследование изохорного, изобарного, изотермического, адиабатного, политропного процессов: уравнение, графическое изображение в диаграмме V-P, соотношение между параметрами, определение изменения внутренней энергии, работы,   определение количества теплоты, применение первого закона термодинамики.

6

2

Практическая работа№7

2

2

Разработка сравнительной характеристики различных термодинамических процессов

Практическая работа№8

Расчет термодинамических процессов.

Лабораторная работа

-

Контрольные работы

-

Самостоятельная работа обучающихся:

1. Работа с дополнительными материалами и интернет-ресурсами

2.   Подготовка к практическим работам

3.   Разработка  анкеты обратной связи

9

Тема 1.6.

Второй закон термодинамики

Содержание учебного материала

6

Формулировки второго закона термодинамики. Круговые термодинамические процессы: прямой и обратный. Прямой цикл теплового двигателя. Термический коэффициент полезного действия цикла теплового двигателя.

Обратные циклы. Холодильный и отопительный коэффициенты обратных циклов.

Прямой и обратный циклы Карно. Энтропия. Диаграмма S-T. Основные термодинамические процессы в диаграмме S-T. Прямой и обратный циклы Карно в диаграмме S-T, теплота, работа, коэффициенты термодинамической эффективности циклов в диаграмме S-T.

2

2

Лабораторная работа

-

Практическая работа №9

2

Построение графиков термодинамических процессов в  P-V и S-T диаграммах

Контрольные работы

-

Самостоятельная работа обучающихся:

1. Работа с дополнительными материалами и интернет-ресурсами

2

Раздел 2.

Циклы и рабочие процессы

Тема 2.1. Термодинамические процессы в компрессорных машинах

Содержание учебного материала

7

Назначение, принцип действия и классификация компрессоров. Понятие об идеальном компрессоре. Термодинамические процессы в идеальном поршневом одноступенчатом компрессоре. Принцип работы многоступенчатого компрессора. Изображение процессов многоступенчатого компрессора в диаграмме V-P.

2

2

Лабораторная работа

2

Лабораторная работа№3

2

Изучение устройства компрессоров

Контрольные работы

-

Самостоятельная работа обучающихся:

1. Работа с дополнительными материалами и интернет-ресурсами

3

Тема 2.2. Термодинамические циклы паросиловых установок

Содержание учебного материала

14

Пары. Основные понятия. Процесс парообразования при кипении и испарении. Процесс конденсации. Процесс парообразования в диаграмме V-P. Насыщенная жидкость, насыщенный (влажный и сухой ) пар, перегретый пар. Определение параметров воды и водяного пара по таблицам.

2

2

Диаграммы S-T, S-I водяного пара. Основные термодинамические процессы для водяного пара в диаграммах.

2

2

Циклы ПСУ. Принципиальная схема ПСУ. Теоретический цикл Ренкина в диаграммах V-P,     S-T, S-I. Термический КПД теоретического цикла, удельные расходы пара и теплоты. Термодинамическая эффективность ПСУ и пути ее повышения.

2

2

Лабораторная работа

-

Практическая работа№10

2

2

2

Определение параметров состояния водяного пара по диаграммам.

Практическая работа№11

Определение параметров состояния рабочего тела водяного пара по таблицам.

Практическая работа№12

Расчет теоретического цикла Ренкина по таблицам и диаграммам.

Контрольные работы

-

Самостоятельная работа обучающихся:

1. Работа с дополнительными материалами и интернет-ресурсами
2. Подготовка к практическим работам

2

Тема 2.3.

Циклы холодильных установок

Содержание учебного материала

19

Понятие о холодильных машинах. Диаграмма i-lg р, S-T холодильных агентов. Основные термодинамические процессы в диаграмме i-lg р и S-T.

2

2

Паровая холодильная машина: принципиальная схема установки, работающей по циклу Карно, изображение цикла в диаграммах V-P, S-T, i-lg р, холодильный коэффициент. Теоретический цикл паровой холодильной машины: схема, изображение в диаграммах V-P, S-T, i-lg р, холодопроизводительность цикла. 

2

Изменения в теоретическом цикле ПХКМ.

2

Лабораторная работа № 4

Построение теоретического цикла паровой холодильно-компрессорной машины в диаграмме i-lg р.

2

2

2

Лабораторная работа № 5

Построение теоретического цикла паровой холодильно-компрессорной машины в диаграмме S-T.

Лабораторная работа №6

Изучение приборов для измерения давления и температур.

Практическая работа№13

2

2

Расчет цикла ПХКМ по таблицам и диаграмме i-lg р.

Практическая работа№14

Расчет цикла ПХКМ по таблицам и диаграмме S-T.

Контрольные работы

-

Самостоятельная работа обучающихся:

      1.Подготовка к практической работе

2. Подготовка к лабораторной работе по раздаточному материалу

3. Подготовка рефератов по теме «Развитие холодильной теники»

3

Тема 2.4.

Теоретические циклы ДВС

Содержание учебного материала

12

Понятие ДВС. Их классификация. Двухтакткные, четырехтактные ДВС, теоретические циклы ДВС. Основные узлы и системы

2

2

Лабораторная работа №7

2

2

Изучение устройства и принципа работы четырехтактных ДВС

Лабораторная работа №8

Изучение устройства и принципа работы двухтактных ДВС

Практическая работа №15

2

Изучение основных узлов и систем ДВС

Контрольные работы

-

Самостоятельная работа обучающихся:

      1.   Подготовка рефератов и сообщений, презентаций, плакатов

4

Тема 2.5.

Влажный воздух

Содержание учебного материала

7

Понятие о влажном воздухе. Насыщенный, ненасыщенный, перенасыщенный воздух. Влагосодержание. Абсолютная и относительная влажность воздуха. Энтальпия влажного воздуха. Температура точки росы и мокрого термометра. Диаграмма i-d для влажного воздуха. 

2

2

Лабораторная работа №9

2

Расчет процесса сушки

Практическая работа №16

2

Определение параметров влажного воздуха.

Самостоятельная работа обучающихся:

      1.   Подготовка рефератов и сообщений

1

Раздел 3

Основы теплопередачи

Тема 3.1.

 Общая характеристика процессов теплообмена

Содержание учебного материала

3

Виды передачи теплоты и их общая характеристика. Понятие о механизме процесса.

2

2

Лабораторная работа 

-

Практическая работа 

-

Самостоятельная работа обучающихся:

      1.   Подготовка рефератов

1

Тема 3.2.

Теплообмен теплопроводностью

Содержание учебного материала

5

Основные понятия. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности, его физический смысл, численные значения для различных тел и зависимость от различных факторов. Передача теплоты через плоскую однослойную и многослойную стенки. Теплопроводность цилиндрической однослойной и многослойной стенки.

2

2

Лабораторная работа №10

2

Определение коэффициента теплопроводности опытным путем.

Практическая работа 

-

Самостоятельная работа обучающихся:

      1.   Работа с дополнительными материалами и интернет-ресурсами

1

Тема 3.3. Конвективный теплообмен

Содержание учебного материала

5

 Физическая сущность теплообмена конвекции. Закон Ньютона - Рихмана. Коэффициент теплоотдачи, его численные значения. Факторы, влияющие на коэффициент теплоотдачи.

2

2

Лабораторная работа №11

2

Определение коэффициента теплоотдачи опытным путем.

Практическая работа 

-

Самостоятельная работа обучающихся:

      1.   Работа с дополнительными материалами и интернет-ресурсами

1

Тема 3.4. Теплопередача

Содержание учебного материала

14

Лучистый теплообмен. Определение теплового потока.

Понятие о теплопередаче. Передача теплоты через плоскую однослойную и многослойные стенки. Коэффициент теплопередачи, его физическая сущность. Теплопередача через цилиндрическую однослойную и многослойные стенки. Тепловая изоляция. Критический диаметр изоляции. Теплопередача через оребренные поверхности.

2

2

Лабораторная работа 

-

Практическая работа№17

2

2

2

2

Определение теплового потока при лучистом теплообмене

Практическая работа №18

Расчет количества теплоты в различных случаях теплообмена.

Практическая работа №19

Выбор целесообразной изоляции. Расчет толщины теплоизоляционного слоя строительной конструкции.

Практическая работа №20

Расчет количества теплоты, передаваемой через различные конструкции.

Самостоятельная работа обучающихся:

1. Работа с дополнительными материалами и интернет-ресурсами

4

Тема 3.5. Теплообменные аппараты

Содержание учебного материала

7

Теплообменные аппараты, их классификация, устройство и принцип действия. Определение теплоперерабатывающей поверхности теплообменных аппаратов. Вычисление конечных температур теплоносителей.

2

2

Лабораторная работа 

-

Практическая работа №21

2

Определение конечных температур рабочих жидкостей. Оценка параметров теплообменных аппаратов.

Практическая работа №22

2

Расчет теплообменных аппаратов.

Самостоятельная работа обучающихся:

      1.   Работа с дополнительными материалами и интернет-ресурсами

1

Раздел   4

Основы гидравлики

Тема 4.1.

Физические свойства жидкости

Содержание учебного материала

5

Жидкость ее виды. Основные свойства жидкостей: плотность удельный объем, сжимаемость, вязкость, капиллярность. Понятие об идеальной жидкости.

2

2

Лабораторная работа №12

2

Определение вязкости жидкости методом Пуазейля

Практическая работа 

-

Самостоятельная работа обучающихся:

      1.  Работа с дополнительными материалами и интернет-ресурсами

1

Тема 4.2.

Основные понятия и законы гидростатики

Содержание учебного материала

3

Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля, его применение в технике. Гидравлический пресс. Давление жидкости на плоскую поверхность. Закон Архимеда. Условия плавания тел.

Равновесное состояние жидкости. Основные силы, действующие на жидкость (внутренние и внешние, объемные и поверхностные). Гидростатистическое давление и его свойства.

2

2

Лабораторная работа 

-

Практическая работа 

-

Самостоятельная работа обучающихся:

      1.   Составление кроссворда

1

Тема 4.3.

Основные понятия и законы гидродинамики

Содержание учебного материала

6

Основы гидродинамики. Гидродинамическое давление. Установившееся и неустановившееся движение. Поток жидкости и его основные характеристики.

Уравнение неразрывности потока. Режимы движения реальных жидкостей.

Уравнение Бернулли, физическая сущность, графическое изображение, его практическое применение. Гидравлический удар в трубах, меры его предотвращения

2

2

Лабораторная работа 

-

Практическая работа №23

2

2

Решение задач по гидростатике.

Практическая работа №24

Решение задач по гидродинамике.

Самостоятельная работа обучающихся:

-

Тема 4.4.

Насосы.

Вентиляторы

Содержание учебного материала

21

Насосы. Общие сведения. Техника безопасности и пожарная безопасная при работе насосов. Устройство и принцип действия центробежных, плунжерных, шестеренчатых, пластинчатых и струйных насосов.

1

2

 Вентиляторы. Основные типы вентиляторов. работы вентиляторов различных типов.

1

2

Лабораторная работа 

6

Лабораторная работа №13

2

2

2

Изучение устройства и принципа действия центробежных  и плунжерных насосов.

Лабораторная работа №14

Изучение устройства и принципа действия шестеренных и  струйных насосов.

Лабораторная работа №15

Изучение устройства, принципа действия и технико-экономические показателей вентиляторов

Практическая работа №25

2

Подбор насосов. Расчет трубопроводов

Практическая работа №26

2

Подбор вентиляторов.

Самостоятельная работа обучающихся:

1. Подготовка к практическим работам 

9

Примерная тематика курсовой работы  (если предусмотрены)

-

Самостоятельная работа обучающихся над курсовой работой  (если предусмотрены)

-

Всего

198

Результаты обучения

(освоенные умения, усвоенные знания)

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

умения:

• практически использовать гидравлические расчеты в аппаратах и трубопроводах;

• Тестовые задания;
• лабораторные работы № 6-10
• практические занятия №  4-7

• применять методы расчета теплообменных аппаратов;

• индивидуальные задания

• оценивать эффективность работы оборудования при его эксплуатации;

• фронтальный и индивидуальный опрос во время аудиторных занятий;
• практические работы №2,3

• практически использовать гидравлические расчеты в аппаратах и трубопроводах;
• применять методы расчета теплообменных аппаратов;
• оценивать эффективность работы оборудования при его эксплуатации;
• определять параметры рабочих веществ.

• лабораторные работы № 1-5

• определять параметры рабочих веществ.

• практические работы№1,2,5,6,12,13,14,29,31

знания:

• законы термодинамики;

• фронтальный и индивидуальный опрос во время аудиторных занятий
• тестовые задания.

• термодинамические процессы и методы расчета теплообменных аппаратов;

• фронтальный и индивидуальный опрос во время аудиторных занятий

• циклы компрессорных машин;

• фронтальный и индивидуальный опрос во время аудиторных занятий

• основные типы насосов и их рабочие характеристики

• зачет по лабораторным работам