2024-2025_13_02_02_2023_ТО-23-8_plx_Теоретические основы теплотехники и гидравлики

Санкт- Петербургское государственное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение

"Политехнический колледж городского хозяйства"

Теоретические основы теплотехники и гидравлики

рабочая программа дисциплины

Специальность

13.02.02 Теплоснабжение и теплотехническое оборудование

Профиль получаемого профессионального образования при реализации программы среднего общего образования: технологический

Правительство Санкт-Петербурга

Комитет по науке и высшей школе

Приложение

к ОП СПО по специальности

13.02.02 Теплоснабжение и теплотехническое оборудование

Профиль получаемого профессионального образования при реализации программы среднего общего образования: технологический, утвержденной приказом от

25.08.2021 г. №600-ОД

часов на контроль

самостоятельная работа

контактная работа

176

в том числе:

Часов по учебному плану

200

Общая трудоемкость

200 часов

Форма обучения

очная

Квалификация

Техник-теплотехник

Виды контроля в семестрах:

экзамен 3,4

Распределение часов дисциплины по семестрам

Семестр

Итого

Вид занятий

УП

РП

УП

РП

УП

РП

Практические

176

Контактная работа

176

Сам. работа

Часы на контроль

Итого

108

200

Разработчик(и):

Организация-разработчик:

Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Политехнический колледж городского хозяйства».

Преподаватель Тихонов Андрей Анатольевич

Рабочая программа дисциплины

Теоретические основы теплотехники и гидравлики

разработана в соответствии с ФГОС СПО:

Федеральный государственный образовательный стандарт среднего профессионального образования по специальности 13.02.02 ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ И ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ (техник-теплотехник) (приказ Минобрнауки России от 25.08.2021 г. № 600)

составлена на основании учебного плана:

по специальности Теплоснабжение и теплотехническое оборудование

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь: • практически использовать гидравлические расчёты в аппаратах и трубопроводах; • применять методы расчёта теплообменных аппаратов; • оценивать эффективность работы оборудования при его эксплуатации; • определять параметры рабочих веществ; В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать: • законы термодинамики; • термодинамические процессы и методы расчета теплообменных аппаратов; • циклы тепловых двигателей и теплосиловых установок; • циклы компрессорных машин; • основные типы насосов и их рабочие характеристики; • основные типы насосов и их рабочие характеристики

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ

Цикл (раздел) ОП:

ОПЦ

Требования к предварительной подготовке обучающегося:

2.1

Физика

2.1.1

Информатика

2.1.2

Химия

2.1.3

Дисциплины (модули) и практики, для которых освоение данной дисциплины необходимо как предшествующее:

2.2

Техническая эксплуатация систем теплоснабжения

2.2.1

Техническая эксплуатация систем топливоснабжения

2.2.2

Техническая эксплуатация теплотехнического оборудования

2.2.3

Техническая эксплуатация систем автоматизации процессов производства, передачи и потребления тепловой энергии

2.2.4

Расчет и выбор теплотехнического оборудования (КПР 30)

2.2.5

Расчет и выбор оборудования систем тепло- и топливоснабжения (КПР 30)

2.2.6

Наладка и испытания систем тепло- и топливоснабжения

2.2.7

Наладка и испытания систем водоподготовки

2.2.8

Охрана труда

2.2.9

Основы экономики

2.2.10

Такелажные работы малой массы

2.2.11

Производственная практика (по профилю специальности)

2.2.12

Учебная практика

2.2.13

Система автоматизированного проектирования в теплоэнергетике

2.2.14

Учебная практика

2.2.15

Производственная практика (по профилю специальности)

2.2.16

Организация и технология ремонта теплотехнического оборудования

2.2.17

Организация и технология ремонта оборудования систем теплоснабжения

2.2.18

Организация и технология ремонта оборудования систем топливоснабжения

2.2.19

Наладка и испытания теплотехнического оборудования

2.2.20

Квалификационный экзамен

2.2.21

3. ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

ОК 01.: Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности применительно к различным контекстам

ОК 02. : Использовать современные средства поиска, анализа и интерпретации информации и информационные технологии для выполнения задач профессиональной деятельности

ОК 03.: Планировать и реализовывать собственное профессиональное и личностное развитие, предпринимательскую деятельность в профессиональной сфере, использовать знания по финансовой грамотности в различных жизненных ситуациях

ОК 04. : Эффективно взаимодействовать и работать в коллективе и команде

ОК 05.: Осуществлять устную и письменную коммуникацию на государственном языке Российской Федерации с учетом особенностей социального и культурного контекста

ОК 06.: Проявлять гражданско-патриотическую позицию, демонстрировать осознанное поведение на основе традиционных общечеловеческих ценностей, в том числе с учетом гармонизации межнациональных и межрелигиозных отношений, применять стандарты антикоррупционного поведения

ОК 07.: Содействовать сохранению окружающей среды, ресурсосбережению, применять знания об изменении климата, принципы бережливого производства, эффективно действовать в чрезвычайных ситуациях

ОК 09.: Пользоваться профессиональной документацией на государственном и иностранном языках

ПК 3.1.: Проводить наладку и испытания теплотехнического оборудования и систем тепло- и топливоснабжения

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

3.1

Знать:

3.1.1

• законы термодинамики;

3.1.2

• термодинамические процессы и методы расчета теплообменных аппаратов;

3.1.3

• циклы тепловых двигателей и теплосиловых установок;

3.1.4

• циклы компрессорных машин;

3.1.5

• основные типы насосов и их рабочие характеристики;

3.1.6

• основные типы насосов и их рабочие характеристики

3.2

Уметь:

3.2.1

• практически использовать гидравлические расчёты в аппаратах и трубопроводах;

3.2.2

• применять методы расчёта теплообменных аппаратов;

3.2.3

• оценивать эффективность работы оборудования при его эксплуатации;

3.2.4

• определять параметры рабочих веществ;

4. ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Код занятия

Наименование разделов и тем /вид занятия/

Семестр / Курс

Часов

Примечание

Раздел 1. Теоретические основы теплотехники

аудитория № 215

1. 1

Входной контроль. Введение в дисциплину. Понятие о рабочем теле. Термодинамическая система./Пр/

Раздел 2. Раздел I Теоретические основы термодинамики

аудитория № 215

2. 1

Основные параметры состояния рабочего тела/Пр/

аудитория № 215

2. 2

Давление избыточное, вакуумное, атмосферное. Приборы для измерения давления, единицы измерения. Абсолютное давление./Пр/

аудитория № 215

2. 3

Температура. Шкалы температур. Приборы для измерения температуры./Пр/

аудитория № 215

2. 4

Понятие об идеальном газе. Реальный газ. Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля. Закон Авогадро. /Пр/

аудитория № 215

2. 5

Уравнение состояния идеального газа. Уравнение Клайперона-Менделеева.Универсальная газовая постоянная, её физический смысл и единицы измерения./Пр/

аудитория № 215

2. 6

Смеси идеальных газов. Понятие о смесях. Закон Дальтона./Пр/

аудитория № 215

2. 7

Способы эалания газовой смеси. /Пр/

аудитория № 215

2. 8

Свойства смесей. /Пр/

аудитория № 215

2. 9

Графические методы исследования , P-V диаграмма. Понятие о термодинамическом процессе, внутренней энергии, работе, теплоте./Пр/

аудитория № 215

2. 10

Первый закон термодинамики. Аналитическое выражение первого закона термодинамики. Понятие об энтальпии./Пр/

аудитория № 215

2. 11

Практическая работа № 1.

Измерение температуры и давления с помощью приборов.

/Пр/

аудитория № 215

2. 12

Практическая работа № 2

Решение задач по применению законов идеальных газов и определению одного неизвестного параметра, если известны два остальных.

/Пр/

аудитория № 215

2. 13

Понятие о теплоемкости. Зависимость теплоемкости от температуры. Средняя и истинная теплоемкость. Массовая, объемная, мольная теплоемкость, связь между ними./Пр/

аудитория № 215

2. 14

Зависимость теплоемкости от характера процесса. Теплоемкость изохорная, изобарная./Пр/

аудитория № 215

2. 15

Уравнение Майера. Зависимость теплоемкости от атомности газов./Пр/

аудитория № 215

2. 16

Обратимые и необратимые процессы. /Пр/

аудитория № 215

2. 17

Практическая работа № 3

Определение теплоты участвующей в процессе в зависимости от заданной теплоемкости./Пр/

аудитория № 215

2. 18

Исследование изохорного, изобарного, изотермического, адиабатного, политропного процессов: уравнение, графическое изображение в диаграмме V-P, соотношение между параметрами./Пр/

аудитория № 215

2. 19

Определение изменения внутренней энергии, работы и количества теплоты, участвующей в процессе. Формулировки второго закона термодинамики. Круговые термодинамические процессы: прямой и обратный. /Пр/

аудитория № 215

2. 20

Прямой цикл теплового двигателя. Термодинамический коэффициент полезного действия теплового двигателя. Обратные циклы. Холодильный и отопительный коэффициенты обратных циклов. Прямой и обратный циклы Карно. Энтропия. /Пр/

аудитория № 215

2. 21

Практическая работа № 4

Расчет одного из термодинамических процессов./Пр/

аудитория № 215

2. 22

Практическая работа № 5

Составление таблицы термодинамических процессов./Пр/

аудитория № 215

2. 23

аудитория № 215

2. 24

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./Пр/

аудитория № 215

2. 25

Назначение, принцип действия и классификация компрессоров. /Пр/

аудитория № 215

2. 26

Термодинамические процессы в идеальном поршневом одноступенчатом компрессоре, изображение в V-P диаграмме. Принцип работы многоступенчатого компрессора. Изображение процессов многоступенчатого компрессора в диаграмме V-P /Пр/

Раздел 3. Раздел 2 Циклы и рабочие процессы

аудитория № 215

3. 1

Основные понятия и определения, Цикы ДВС с подводом теплоты при v= const и р=const

/Пр/

аудитория № 215

3. 2

Цикл ДВС со смешанным подводом теплоты при v=const и р=const. Сравнение циклов поршневых двиrателей.

/Пр/

аудитория № 215

3. 3

Основные понятия и принцип работы ГТУ

/Пр/

аудитория № 215

3. 4

Цикл ГТУ с подводом теплоты при р=const

/Пр/

аудитория № 215

3. 5

Цикл ГТУ с подводом теплоты при v=сопst.

/Пр/

аудитория № 215

3. 6

Пары. Основные понятия. Процесс парообразования при испарении и кипении. Процесс конденсации.

/Пр/

аудитория № 215

3. 7

Процесс парообразования в P-V диаграмме. Кривые жидкости и пара, ненасыщенная жидкость, влажный пар, перегретый пар. Таблица воды и водяного пара.

/Пр/

аудитория № 215

3. 8

Диаграмма S-T водяного пара. Основные термодинамические процессы в S-T диаграмме.Теплота жидкости и пара.

/Пр/

аудитория № 215

3. 9

Диаграмма S-i водяного пара. Основные термодинамические процессы в диаграмме S-i. Теплота жидкости и пара в S-i диаграмме.

/Пр/

аудитория № 215

3. 10

"Практическая работа № 6

Определение параметров водяного пара по таблицам и диаграммам."

/Пр/

аудитория № 215

3. 11

"Практическая работа № 7

Решение задач на определение работы, теплоты в термодинамических процессах с помощью диаграммы s-i ."

/Пр/

аудитория № 215

3. 12

Принципиальная схема ПСУ , работающая по циклу Карно. Принцип работы. Изображение в диаграммах P-V, S-T, S-i.

/Пр/

аудитория № 215

3. 13

Теоретический цикл Ренкина ПСУ. Принцип работы, схема цикла. Изображение в диаграммах P-V, S-T, S-i. Расчет цикла Ренкина. Термический кпд цикла.

/Пр/

аудитория № 215

3. 14

Термодинамическая эффективность ПСУ и пути её повышения./Пр/

аудитория № 215

3. 15

"Практическая работа № 8

Расчет теоретического цикла Ренкина с помощью S-i диаграммы водяного пара"

/Пр/

аудитория № 215

3. 16

Понятие о холодильных машинах. Диаграмма i-lg p холодильных агентов. Основные термодинамические процессы в диаграмме i-lg p. Дросселирование газов и паров. Холодильный коэффициент.

/Пр/

аудитория № 215

3. 17

Паровая холодильная машина. Принципиальная схема установки, работающей по циклу Карно, изображение цикла в S-T и i-lgP диаграммах.

/Пр/

аудитория № 215

3. 18

"Практическая работа № 9

Определение параметров состояния холодильного агента с помощью таблиц и диаграмм."

/Пр/

аудитория № 215

3. 19

"Практическая работа № 10

Расчет обратного цикла с помощью таблиц и диаграмм холодильных агентов."

/Пр/

аудитория № 215

3. 20

"Практическая работа № 11

Построение теоретического цикла паровой холодильной машины. Расчёт цикла."

/Пр/

аудитория № 215

3. 21

"Контрольная работа.

Теоретические основы термодинамики.

/Пр/

Раздел 4. Раздел 3 Основы теплопередачи.

аудитория № 215

4. 1

Виды передачи теплоты и их общая характеристика. Понятие о механизме процесса. Стационарный и нестационарный режим переноса теплоты/Пр/

аудитория № 215

4. 2

Основные понятия. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности, его физический смысл, численные значения для различных тел и зависимость от различных факторов.

/Пр/

аудитория № 215

4. 3

Передача теплоты через плоскую однослойную и многослойную стенки. Теплопроводность цилиндрической однослойной и многослойной стенки.

/Пр/

аудитория № 215

4. 4

"Практическая работа № 12

Расчет количества теплоты при передаче теплоты теплопроводностью с использованием табличных значений коэффициента теплопроводности."

/Пр/

аудитория № 215

4. 5

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

/Пр/

аудитория № 215

4. 6

Теплообмен при вынужденном движении. Теппообмен при свободной конвекции

/Пр/

аудитория № 215

4. 7

Теплообмен при кипении жидкости. Теплообмен при конденсации пара.

/Пр/

аудитория № 215

4. 8

Теппообмен изучением. Основные понятия н определения. Основные законы тепловоrо излучения. Лучистый теплообмен между теламн. Сложный теплообмен.

/Пр/

аудитория № 215

4. 9

Тепловая изоляция. Критический диаметр изоляции.

/Пр/

аудитория № 215

4. 10

Понятие о теплопередаче. Передача теплоты через плоскую однослойную и многослойную стенки.

/Пр/

аудитория № 215

4. 11

"Практическая работа № 13

Расчет количества теплоты через различные конструкции."

/Пр/

аудитория № 215

4. 12

"Практическая работа № 14

Расчет количества теплоты через цилиндрические поверхности. Выбор целесообразной изоляции на трубу."

/Пр/

аудитория № 215

4. 13

"Практическая работа № 15

Расчет толщины теплоизоляционного слоя строительной конструкции."

/Пр/

аудитория № 215

4. 14

Теплообменные аппараты, их классификация, устройство и принцип действия

/Пр/

аудитория № 215

4. 15

"Практическая работа № 16

Определение теплопередающей поверхности теплообменных аппаратов, средний температурный напор, коэффициент теплопередачи."

/Пр/

Раздел 5. Раздел 4 Основы гидравлики

аудитория № 215

5. 1

Физические свойства жидкостей и газов.Жидкость, её виды. Основные свойства жидкостей: плотность, удельный объем, сжимаемость, вязкость, капиллярность. Понятие об идеальной жидкости.

/Пр/

аудитория № 215

5. 2

"Практическая работа № 17

Изучение физических свойств жидкости с помощью портативной лаборатории «Капелька»."

/Пр/

аудитория № 215

5. 3

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

/Пр/

аудитория № 215

5. 4

Основное уравнение гидростатики, закон Паскаля и его применение в технике. Закон Архимеда.

/Пр/

аудитория № 215

5. 5

"Практическая работа № 18

Изучение приборов для измерения давления. Измерение гидростатического давления."

/Пр/

аудитория № 215

5. 6

Решение задач по теме «Закон Архимеда. Условия плавления тел»

/Пр/

аудитория № 215

5. 7

Основные понятия и определения. Гидродинамическое давление. Установившееся и неустановившееся движение.

/Пр/

аудитория № 215

5. 8

Поток жидкости и его основные характеристики.

/Пр/

аудитория № 215

5. 9

Уравнение неразрывности потока

/Пр/

аудитория № 215

5. 10

Уравнение Бернулли, физическая сущность, графическое изображение уравнения Бернулли, его иллюстрация и практическое применение.

/Пр/

аудитория № 215

5. 11

Уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости.

/Пр/

аудитория № 215

5. 12

"Практическая работа № 19

Изучение структуры потоков жидкостей.

Определение режима течения потока."

/Пр/

аудитория № 215

5. 13

Виды rидравлнческих сопротивлений

/Пр/

аудитория № 215

5. 14

Определение местных потерь потока. Определение потерь потока по длине.

/Пр/

аудитория № 215

5. 15

Суммарные rидравлнческие потери

/Пр/

аудитория № 215

5. 16

Расчет и подбор трубопроводов

/Пр/

аудитория № 215

5. 17

Гидравлнческий удар. в трубах

/Пр/

аудитория № 215

5. 18

Практическая работа № 20

Определение местных потерь потока.

Определение потерь потока по длине.

/Пр/

аудитория № 215

5. 19

Насосы, основные параметры насосов. Устройство и принцип действия центробежных, шестерёнчатых, плунжерных, пластинчатых насосов. Подбор насосов.

/Пр/

аудитория № 215

5. 20

Подбор насосов по заданной нагрузке.

/Пр/

аудитория № 215

5. 21

Техника безопасности и пожарная безопасность при работе насосов.

/Пр/

аудитория № 215

5. 22

Вентиляторы. Основные типы вентиляторов. Устройство и принципы действия. Подбор вентиляторов.

/Пр/

аудитория № 215

5. 23

Подбор вентиляторов по заданной нагрузке.

/Пр/

аудитория № 215

5. 24

Техника безопасности при работе вентиляторов.

/Пр/

аудитория № 215

5. 25

Основное уравнение гидростатики, закон Паскаля и его применение в технике. Закон Архимеда.

/Пр/

5. ЛИТЕРАТУРА

Основные источники: 1. Ерохин В.Г., Маханько М.Г. Сборник задач по основам гидравлики и теплотехники. – М.: ЛИБРОКОМ, 2014 (возможно использование более ранних изданий: 2012) 2. Брюханов О.Н. Основы гидравлики и теплотехники. – М.: Академия, 2014 (возможно использование более ранних изданий: 2011, 2008, 2005) Дополнительные источники: 1. Лашутина Н.Г., Макашова О.В., Медведев Р.М., Техническая термодинамика с основами теплопередачи и гидравлики. Л.: – Машиностроение, 1988. 2. Самойлов А.И. Сборник задач по термодинамическим процессам и процессам теплообмена в машинах и аппаратах холодильных установок. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984 3. Данилова Г.Н. Теплообменные аппараты холодильных установок. – Л.: Машиностроение, 1986 4. Лоренц Г.А., Лекции по термодинамике. – М.: РХД, 2001 5. Сивухин Д.В. Термодинамика и молекулярная физика. Общий курс физики. Т.2 – М.: Физматлит, 2006 (возможно использование более ранних изданий:2003) Электронные ресурсы 1. http://www.eduspb.com/ краткий конспект по термодинамике

6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

6.1. Рекомендуемая литература

Авторы, составители

Заглавие

Издательство, год

Кол-во экз

6.1.1. Основная литература

Л1.1

И. Г. Ильина, С. Г. Ильина

В поисках работы (Job Hunt)

Антология, 2005

6.1.2. Методическая литература

Л3.1

6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"

http://www.eduspb.com/ краткий конспект по термодинамике

6.3. Перечень программного обеспечения

Программное обеспечение колледжа

6.4. Перечень информационных справочных систем

7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Аудитория на 30 посадочных мест

Стол преподавателя с компьютером

Мультимедийный проектор с экраном

"МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ", по учебной дисциплине ОП.01 "Теоретические основ теплотехники и гидравлики", для обучающихся по ОП по специальности СПО 13.02.02 "Теплоснабжение и теплотехническое оборудование"

8. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ