Студенттерге арналғАН
Құрастырған: аға оқытушы _______________Е.К. Сарымов «Механика және мұнайгаз ісі» кафедрасы
ПӘННІҢ БАҒДАРЛАМАСЫ«Термодинамика және жылуалмасу» пәні бойынша 5В071300 «Көлік, көліктік техника және технологиялар» мамандығының студенттері үшін арналған Бағдарлама оқу жұмыс бағдарламасының негізінде құралып, «___»_________ 20___ж. бекітілген.
ММжКФ оқу-әдістемелік кеңеспен құпталды «_____»______________20____ж. хаттама №___ ОӘК төрағасы _____________________Ж.Е. Ахметов
Пәннің міндеті - «Термодинамика және жылуалмасу» пәні осы бағдарламаға сәйкес инженер-техникалық мамандықтар студенттеріне арналған, мұндай профильдегі мамандардың жылутехникалық дайындығының олардың болашақ практикалық қызметінің сипатымен шарттастырылған көптеген ерекшеліктері бар. Инженер-механикалық лауазымдық міндетін орындау процесінде тек жылу қозғалтқыштарымен ғана емес, сондай-ақ электр энергиясымен де, оны пайдаланушылармен де жұмыс істейді. Сондықтан ол нақты кәсіпорында қолданылатын қозғалтқыштар мен жылу жабдықтарын білікті және тиімді пайдалана білу қажет. Курс жоғары оқу орны дайындайтын мамандықтң білікшілік сипаттамасына сай оқылады. Профильдік болмай-ақ, ол бітірушінің инженерлік ойлауын, оның жалпы кәсіптік деңгейн қалыптастырады. «Техникалық термодинамика» және «Жылу алмасу теориясы» тарауларынан тұратын «Жылу техникасын» теориялық негіздерін. 3 Пәннің еңбек сыйымдылығы
4 Пәннің мақсаты және тапсырмасы - берілген саланың болашақ инженер-механигіне білікті жылу техникалық дайындық беру. 5В071300 «Көлік, көліктік техника және технологиялар мамандықтары үшін «Термодинамика және жылуалмасу» пәні негізгі пәндердің бірі болып табылады және арнайы пәндердің құрамына кіреді. Жоғарыда айтылған пән студенттерге термодинамикалык жүйелерді есептеу және жобалау негіздерін есептей білуді игеруге бағытталған. Пәнді окудың негізі болып бу мен газдын козғалыстары және термодинамиканың бірінші-екінші заңдарын; жылулық қозғалтқыштарының, жылу эенргетикалық және тоңазытқыш қондырғылардың циклдері н білу. 5 Білімге, икемділікке және машықтарға қойылатын талаптар – жұмысшы дене және күй параметрлері; – газдар мен булар жылу сыйымдылығы;
– термодинамика заңдары; – жылу қозғалтқыштарының теориялық циклдері және жұмысының негіздерін;
– термодинамикалық процестер; - жылу машиналары мен қондырғыларының құрылымы мен жұмысының негіздерін;
процестерді есептеудің принциптерінің негіздері мен оларды жылу физикалық бағалау практикалық машықтарды иемдену қажет. 6 Пререквизиттер Осы курсты окып білу орта жалпы білім беру кезінде жоғарғы математика сұйық және газ механикасы, және гидропневможетек; (интеграл мен туынды төсінігі, олардың анықтамалары, дифференциалдық теңдеулер); машиналар мен механизмдер теориясы (тісті іліністердің синтезі, механизмдерде массалар мен күштерді келтіру, механизмдер қозғалысының теңдеуі және олардың шешімі) білімге негізделеді. 7 Постреквизиттер «Термодинамика және жылуалмасу» пәнді меңгеру кезінде алынған білім, икемділік және машықтар келесі пәндерді меңгеру үшін қажет: оқыған кезінде алынған білім және тәжірибелері, келесі пәндермен танысқан кезде өте қажет: «Көлік техникасындағы энергетикалық құрамдар», «Вагондардағы автоматикалық тормоздар» және де басқа қажет пәндерді. 8 Тақырыптық жоспар
9 Пәннің қысқаша сипаттамасы Термодинамика – грек сөзынен шыққан: «терме» -жылу, ыстық, от деген сөздерді білдіреді, «динамикос» - күш, қозғалыс, ал барлығы бірге - жылу (от) қозғалтушы күш. Сонымен, жылудинамикасы – жылу қозғалтқышының теориясы пайда болды. Жұмыстық дене есебінде газдар мен булар жатады. Сұйықтықтармен салыстырғанда, газдар және булар, қыздыру және салқындату кезінде, қысымы мен көлемін едәуір өзгертеді.
10.1 Пән тақырыптарының мазмұны 1 тақырып. Кіріспе. Қазақстан Республикасының шаруашылық кешеніндегі энергетика және оның мәні. Жылу қондырғылары және олардың ел энергетикасындағы ролі. Отын қолрлары және отындық тепе-теңдік. Жылуды энергетикалық және технологиялық пайдалану. Техникалық термодинамиканың пәні мен әдісі. Негізгі анықтамалар. Термодинамикалық процесс. Қайтымды және қайтымсыз процестер. Газдың ішкі энергиясы мен энтальпиясы. 2 тақырып. Техникалық термодинамика. Мүлтіксіз газдар және олардың қоспалары. Мүлтіксіз газ. Күй теңдеуі. Мүлтіксіз газдың газ тұрақтысы. Мүлтіксіз газдардың негізгі заңдары. Мүлтіксіз газдың ішкі эенргиясы және энтальпиясы. Мүлтіксіз газдың жылу сыйымдылығы. Изобараның және изохораның жылу сыйымдылықтары. Жылу сыйымдылығының температураға тәуелділігі. Мольдік жылу сыйымдылығының газ атомына тәуелділігі. Адиабата көрсеткіші К=Ср/Сv және оның температураға тәуелділігі. Газ қоспасы туралы ұғым. Дальтон заңы. Қоспалардың берілу тәсілдері. Құрамдас бөліктерінің парциалдық көлемі, қоспаның орташа молекулалық массасын және оның газ тұрақтысын анықтау. Массалық және көлемдік үлестер арасындағы байланыс. Қоспаның құрамдас бөліктерінің парциалдық қысымын анықтау. Мүлтіксіз газдар қоспаларының жылу сыйымдылығы. 3 тақырып. Термодинамиканың бірінші заңы. Термодинамиканың бірінші заңының формуласы. Талдау өрнегі. Ішкі энергия дененің күй функциясы ретінде жұмыс және жылу процесс функциясы ретінде PV-диаграммасы. Мүлтіксіз газдың энтропиясы. Энтропия күй функциясы ретінде. Меншікті газдың энтропиясының өзгеруі. TS координат жүйесі, осы диаграммада жылуды анықтау. Мүлтіксіз газдардың термодинамикалық процестері. Олардың талдаулық зерттеулері және (P,V) және TS диаграммаларындағы графиктік кескіндері. 4 тақырып. Термодинамиканың екінші заңы. Айналма термодинамикалық процестер немесе циклдер. Тура және кері циклдер. Қайтымды және қайтымсыз циклдер. Тура және кері циклдердің тиімділігін бағалау. Карноның тура қайтымды циклі. Жылуды беру және алу процесінің орташа интегралдық температурасы. Карноның жалпылама циклі. Термодинамиканың екінші заңының мәні және оның формулалары мен жазбалары. Энтропия өзгеруі және қайтымды және қайтымсыз процестер кезіндегі оқшауланған термодинамикалық жүйенің жұмыс қабілеті. Энергия жөніндегі ұғым. Термодинамиканың екінші заңын статикалық түсіндіру. Ғаламның «жылулық өлімі» туралы Клаузлус теориясын сынау. 5 тақырып. Нақты газдар мен булар. Ылғалды ауа. Нақты газдардың қасиеттері. Ван-дер – Ваальс теңдеуі және оны талдау. Келтірілген Ван-дер – Ваальс теңдеуі. Сәйкестік күйлері. Вукалович-Новиков теңдеуі Боголюбов-Майер теңдеуі. Су буы. Негізгі анықтамалары. PV, TS диаграммаларындағы буға айналу процесі. Судың және су буының параметрлерін анықтау; су және су буы кестесі; hs-диаграмма. Үштік нүкте. Гиббе фазалары ережелері туралы ұғым. Клайперон-Клаузлус теңдеуі. Кестелердің және hs-диаграммасының көмегімен су буының негізгі термодинамикалық процестерін есептеу. Ылғалды ауа. Ауаның толық және салыстармалы ылғалдылығы. Шықтану нүктесі температурасы; ылғалды ауаның hd-диаграммасы. Ылғалды ауаның негізгі процестерін (қыздыру, кептіру, араластыру).
Адиабаталық ағу кезіндегі газдың ағуы. Соплодо ағу кезінде газдың шиеленісті жылдамдығы және шиеленісті параметрлері. Шиеленісті жылдамдық арқылы өту шарты. Лаваль сопло: Кестелердің, hs-диаграммасының көмегімен тарылатын соплоға және Лаваль соплосына арналған су буының ағуының есептеуі. Ағудың нақты процесі. Газды және буды дроссельдеу. Адиабаталық дроссельдеу кезінде жұмысшы дененің параметрлерінің өзгеруі. Джоуль-Томпсон нәтижесі. Инверсия температурасы. Дроссельдеу процесін кескіндеу.
Ренкин циклінің жылулық п.ә.к.-не бастапқы және соңғы параметрлердің әсерлері. Бу күштік қондырғылардың п.ә.к. Ренкин циклін pv және TS координаталарында кескіндеу. Бу күштік қондырғылардың үнемділігін арттыру жолдары; регенеративтік цикл; буды аралық қыздыру. Бу газдық циклдер, жылуландыру негіздері. Тоңазытқыш қондырғылар циклдері және оларды талдау. Ауа-тоңазытқыш қондырғы циклі. Тоназытқыштық коэффициент және суы қондырғыштық.
Бу турбинасының схемасы және жұмыс принципі. Турбина сатылары, күштік аппартардағы және доңғалақ арнасындағы процестер; жылдамдық үшбұрыштар, Эйлер формуласы. Активті және реативті қысым сатылары; реативтік дәрежесі. Жылдамдық сатылары. әр түрлі сатылар ұзындығы бойынша будың жылдамдығы мен қысымның өзгеруі. Жылдамдықтар қатынасы және оның сатысы п.ә.к.-не әсері, турбинада сатылар санының көп болуының қажеттігі. Бу турбиналарының салыстырмалық және абсолюттік п.ә.к., жылулық баланс. Конденсатор және оның жылулық балансы; салқындату еселігі. Бу турбиналарының қолдану облыстары және даму болашағы. Көп сатлы бу турбинасының құрылымның мысалы; қуатты реттеу; майлау жүйесі. Турбиналардың сипаттық параметрлері; турбиналардың шектік қуаты жөнінде ұғым. ЖЭО арналған турбиналардың ерекшеліктері. ГТҚ схемасы және негізгі элементтері. Меншікті жұмыстың максимумы бойынша және п.ә.к максимумы бойынша ГТҚ сығымдағышында қысымды жоғарылату дәреежесін таңдау.; ГТҚ-ның тиімді п.ә.к.; оған турбина алдындағы газ температурасының, турбина және сығымдағыш п.ә.к. –терінің әсерлері. Жылуды регенерациялайтын қазіргі кездегі ГТҚ-ның сипаттық параметрлерінің мәндері. Көп білікті ГТҚ-да сығымдау кезінде аралық салқындату және ұлғаю кезінде аралық қыздыру. ГТҚ-ның артықшылықтары, кемшіліктері және болашағы. Реактивтік қозғалтқыштар. ГТҚ құрылымы, жану камерасы, қуатты реттеу тәсілдері. Бу-газ қондырғылары; жоғары тегеурінді бу генераторлары схема. Бу машиналары. 15 тақырып. Поршеньді іштен жану қозғалтқыштары. Поршеньді іштен жану қозғалтқыштарының (ІЖҚ) схемасы, олардың сипаттамасы. Карбюраторлы және дизельді қозғалтқыштар. Төрттектілі және екітектілі қозғалтқыштар. 16 тақырып. Қайтарлама эенергетикалық ресурстар. Энергоресурстарды үнемдеудің, шығынды азайтудың негізгі бағыттары. Қайтарлама энергетикалық ресурстар (ҚЭР). Жалпы жағдайы; ҚЭР сипатамасы. Қайты өндеу қондырғылары, қайта өңдеу әдістерін жетілдіру мүмкіндігі төмен ҚЭР пайдалану жолдары. ҚЭР пайдаланудың экономикалық тиімділігі.
10.2 Зертханалық, сабақтардың мазмұны және тізімі2. Жұмысшы денелердің параметрлерін анықтау аспаптары және әдістері 3. Изобаралық жылу сыйымдылықты анықтау 4. Суды және су буын изобаралық қыздыру 5. Көмірқышқыл газын изотермиялық сығымдау 6. Тарылатын сопло арқылы ауаның адиабаталық ағу процесін зерттеу 7. Ылғалды ауадағы процесстерді зерттеу 8. Су буының құрғақтық дәрежесін және энтальпиясын анықтау 9. Материалдардың жылу өткізгішін анықтау 10. Цилиндрлік қабат әдісімен жылу өткізгішті анықтау 11.Су буының түтік бетіне конденсациясы кезінде жылу беруі. 12.Үлкен көлемде су қайнаған кезіндегі жылу беруі. 13.Калометрлік, әдіспен қатты дененің сәуле шығару коэффицентін анықтау. 14. Жылу алмасулық аппарат жұмысын зерттеу. 15.Қатты және сұйық отындардың жану жылуын анықтау. 16.Түтіндік газдарды талдау.
10.4. Студенттердің өздігінен оқуына бөлінген тақырыптардың тізімі 10.4.1 Студенттердің өздігінен оқуына бөлінген практикалық сабақтардың мазмұны және тізімі 2) Техникалық термодинамика. Мүлтіксіз газдар және олардың қоспалары. Термодинамикалық жүйенің күй параметрлері. Жұмысшы дененің күй теңдеуі. Жұмысшы дененің жылу сыйымдылығы, ішкі энергиясы, этальпиясы. Жұмысшы денелердің қоспасы. 3) Термодинамиканың бірінші заңы. 4) Термодинамиканың екінші заңы. 5) Нақты газдар мен булар. Ылғалды ауа. Жұмысшы денелердегі термодинамикалық процестер. 6) Ағын термодинамикасы. Газдың және будың ағуы. Дроссельдеу. Диаграммалардың көмегімен нақты газдардың термодинамикалық процесстерін есептеу. 7) Сығымдығыштар. Жылулық қозғалтқыштарының, жылу эенргетикалық және тоңазытқыш қондырғылардың циклдері. Ылғалды ауа. Жұмысшы дененің ағуы және дроссельдеу 8) Энергияны түрлендірудің жаңа тәсілдері. Энергияны тура түрлендіргіштер. Сығымдағыштағы процестер. Жылулық қозғалтқыштар циклдері 9) Жылу және масса алмасу негіздері. Тасымалдау процестерінің физикалық негіздері. Тоңазытқыш машиналар циклдері. 10) Станционарлық және станционарлық емес режимдер кезіндегі жылу өткізгіштік. Жылу және масса өткізгіштік. 11) Конвективтік жылу алмасу. Конвективтік жылу және масса тасымалдау. 12) Сәуле шығарып жылу алмасу. Сәуле шығарып жылу тасымалдау. 13) Жылу алмасулық аппараттар. 14) Отын сипаттамасы. 15) Поршеньді іштен жану қозғалтқыштары Жылулық қозғалтқыштардың жылулық балансы және сипаттамалары. Жылулық қозғалтқыштар. Бу турбинилары және газ турбиналары қондырғылар. 16) Қайтарлама эенергетикалық ресурстар. Қайталану энергетикалық ресурстарды пайдалану схемаларын есептеу. 10.4.2 Студенттердің өздігінен оқуына бөлінген тақырыптардың тізімі 1 Тақырып Қазандық агрегаттардың топтасуы және міндеті. Қазандық қондырғы. Қазандық агрегаттын жылулық балансының теңдеулері. Әдебиет: [1] § 18.1 – § 18.3. 2 Тақырып Отынды жағу әдістері және жағуші құрылғылардың топтасуы. Әдебиет: [1] § 19.1 – § 19.5. 3 Тақырып Қазандық агрегаттардың құрылмасы және сипаттамасы. Қазандық қондырғалардың, қосымша жабдықтар. Қазандық қондырғалардың жылулықты есептеу туралы ұғымы. Әдебиет: [1] Глава ХХІ, ХХІІ. § 21.1 - § 22.3. 4 Тақырып. Бу және газ турбиналар. Турбиналар туралы жалпы мағлуматтар. Әдебиет: [1] Глава ХХІІІ. § 23.1 - § 23.8. 5 Тақырып. Іштен жанатын қозғалтқыштар жылулықты пайдалану. Әдебиет: [1] Глава ХХVI. § 20.1 - § 20.5. 6 Тақырып Ылғалды ауа. Әдебиет: [1] Глава Х. § 10.1 - § 10.2. 7 Тақырып Жылу өткізгіштік. Әдебиет: [1] Глава ХІІ. § 12.1 - § 12.2. 8 Тақырып Конвективті жылу алмасу. Әдебиет: [1] Глава ХІІІ. § 13.1 - § 13.5. 9 Тақырып Сәулелі жылу алмасу. Әдебиет: [1] Глава ХІV. § 14.1 - § 14.3. 10 Тақырып Күрделі жылу алмасу. Жылуалмастыруші аппараттар. Әдебиет: [1] Глава ХV. § 15.1 - § 15.3. 11 Тақырып Отындардын және жану процестерінің теориялық негіздері. Әдебиет: [1] Глава ХVІ. § 16.1 - § 16.5. 12 Тақырып Іштен жанатын қозғағыштарда жылулықты пайдалану. Әдебиет: [1] Глава ХХV. § 25.1. 13 Тақырып Қозғағыштар құрылмасы және олардың даму болашағы. Әдебиет: [1] Глава ХХVІ. § 26.1 - § 26.2. 14 Тақырып Іштен жанатын қозғалтқыштар. Әдебиет: [1] Глава ХХІV. § 24.1 - § 24.7. 10.4.3 Курстық жұмыс және т.б. тақырыптары.Курстық жұмысты орындаған кезде есептеу техникасын пайдалануды қарастырған жөн. 1.Поршеньді қозғалтқыштың теориялық циклін есептеу. 2.Негізгі өлшемдерін анықтап және құрылымына өзгерістер жасап, көлемдік компрессордың теориялық, индикаторлық диаграммасын нақты процессорде және процестерін есептеу. 3.Жылу техникалық сипаттамаларын анықтап және құрылымына өзгерістер жасап, тоңазытқыш бу сығымдағыштың (немесе басқа) қондырғының теориялық және нақты циклдерін есептеу. 4.Әр түрлі қызметке арналған жылу алмасулық аппараттарды есептеу және оларға оңтайландыру. 5.Екі сатылы сығымдағышты есептеу. 6.Газ циклін және газдар ағуын есептеу. Көп қабатты жалпақ қабырға арқылы жылу беру.
Студенттердің міндеттері: ұдайы сабаққа қатысу, пән бойынша тапсырмаларды өткізу кестесінің талаптарын орындау, кітапханада және интернет залында әдебиетпен өздегінен жұмыс істей білу. Оқытушылар студенттермен бірігіп жұмыс істей үрдісінде келесі ережелерге сүйенуі қажет: 1. Оқытушы мен студент бір-біріне сыйласымды, сыпайы және мейірімді болу керек. 2. Сабақтарда белсенді болыңыз. Оқытушыға сұрақтар қойыңыз. Сабаққа қатысу жеткілікті емес. Материалды толық меңгере білу керек. 3. Оқытушы студентпен творчестволық түрде жұмыс істеуге міндетті. Студент мұғаліммен қарым-қатынаста болуға міндетті және орындалатын практикалық, өздік жұмыстар бойынша консультация алуға міндетті. 4. Қате жібергенге ұялмаңыз. Кім еш нәрсе істемейді, сол қателеспейді. 5. Барлығын түсінген адам сияқты түр жасамаңыз. Түсінуге тырысыңыз. 6. Сабақтарға қатысу міндетті болып табылады. Егер сіз үш және одан да көп сабақты себепсіз босатсаңыз (себебі құжат бойынша бекітілуі керек), онда оқытушы сізден деканаттың сабаққа рұқсат қағазын талап етуге құқылы. Есіңізде болсын: сабаққа қатысу қорытынды баңаңа әсер етеді. 7. Өз уақытында практикалық, өзіндік жұмыстардың кестесі бойынша есептесіп отыру қажет. Бұл қорытынды бағаға әсер етеді. Аяқталмаған есептесулер және өздік жұмыстар есептелмейді. Әр жұмыстың өз уақытында және толық көллемде орындалған тапсырмаларына жоғары балл қойылу ұйғарылғанды. Марапаттық баллдар 0,2 ÷ 2 балл: - творчествалы тұрғыдан келгені үшін; - оқу үрдісіне белсенді қатысқаны үшін; - студенттік конференцияға қатысқаны үшін; Айып балдары 0,2 ÷ 2 балл, жалпы саннан төмендегі жағдайда шегеріледі (азайтылады): - материалдарды өз уақытында көрсетпегені үшін; - жұмысты сапасыз орындағанда; - сабақты жібергенде; - сабаққа кешіккенде Студенттердің өзінің қатысуынсыз бақылау жүргізілмейді. 8. Аудиториялық сабақтарға кешігуге 5 минутқа дейін рұқсат етіледі, басқа жағдайда студентке сабаққа кіруге рұқсат етілмейді. Объективті себептер болса оқытушыны алдын-ала ескерту керек. Ұдайы сабақ босату-жақсылыққа әкелмейді. Ол студенттің сабаққа деген қатынасын сипаттайды. 9. Этика бойынша оқытушы сөйлеп тұрғанда дауыс шығарып сөйлеуге болмайды. Екінші ескертуден кейін студент аудиториядан қуылады. Сабақ кезінде басқа тақырыпқа әңгімелесуге болмайды. 10. Сіздің міндетіңіз сабаққа дайын болып келу. Бар әдебиетті пайдаланыңыз, өз уақытында кітапханадан әдебиетті алыңыз. 11. Ішкі тәртіп ережесі орындалуы тиіс. 12. Басқа біреудің жұмысын көшіріп алуға үзілді-кесілді тиым салынады 13. Мүмкіндігінше консультацияға қатысу. 14. Сабақ кесінде сот.телефондар ажыратылған болу керек. 15. Кесте бойынша тапсырылмаған практикалық және өздік жұмыстар оқудың меңгеру сапасын төмендетеді. Студенттердің күнделікті еңбекке ізденушілікке тәрбиелеу үшін олардың сапалы жұмысын - өз уақытында (дер кезінде) рейтинг картасы бойынша бағалау оқытушылар үшін өте қажет. 12 Әдебиеттер тізімі Негізгі
Қосымша 1. Архаров А.М., Исаев С.И., Кожинов И.А. и др. Теплотехника.Учебник для ВУЗов./ Под ред. Крутова В.И. – М.: Машиностроение 1996. 2. Баскаков А.П.,Берг Б.В., Витт О.К. и др. Теплотехника: Учебник для ВУЗов./Под ред.А.П.Баскакова. – М.: Энергоатомоиздат,1991.
СӨЖ тапсырмаларын орындау және тапсыру жөніндегі және «Термодинамика және жылуалмасу» пәні бойынша 5В071300 «Көлік, көліктік техника және технологиялар» мамандығы бойынша сыртай оқу нысанының студенттеріне арналған
Кафедра отырысында ұсынылды 2010ж. «___»________№_____ Хаттама. Кафедра меңгерушісі __________ А.Х. Мустафин 2010ж. «___» ____________ жүктеу/скачать 226.84 Kb. Достарыңызбен бөлісу: |