Теплотехнологічні процеси та установки

Статус дисциплін: Дисципліна відноситься до циклу дисциплін професійно - практичної підготовки і є дисципліною за вибором ВНЗ

Факультет :                теплоенергетичний

Кафедра :          теоретичної та промислової теплотехніки.

 


І. Загальні відомості

    

         Дисципліна відноситься до циклу професійно – практичної підготовки і є дисципліною за       вибором ВНЗ. Передумовою вивчення цієї дисципліни є засвоєння знань з дисциплін, що викладаються попередньо, а саме: НФ-01, «Вища математика», 17кр.; НФ-03  «Хімія», 4кр.;  НФ-02  «Фізика», 10кр.; НП-01 «Гідрогазодинаміка», 6кр.; НП-02 «Технічна термодинаміка», 9кр.; НП-03 «Тепломасообмін», 12кр.; НФ-07 «Технічна механіка», 10кр.;  ЗП-03    «Нагнітачі та теплові двигуни», 5кр.; ЗП-17 «Електротехніка та основи електроніки», 4,5кр.; НФ-05 «Інформаційні технології»,  8,5кр.;  НФ-04  «Інженерна та комп’ютерна графіка», 7кр..

           Дисципліна надає знання, які є необхідними при вивчення окремих розділів інших професійно-орієнтованих дисциплін, які викладаються після неї, а також є основою для виконання курсового та дипломного проектування.

            Дисципліна складається з двох кредитних модулів: 6/ЗП-01/1 обсягом 5 кредитів ЕСТS;

7/ЗП-01/2 обсягом 4 кредити ЕСТS.

 

 

ІІ. Розподіл навчального часу

 

Семестр

Код кредитного модуля

Всього

( кред/год)

Розподіл за видами занять

( всього год / год у тижні )

СРС

Модульні контрольні роботи (кількість.)

Індивід. Завдання

( вид)

Семестрова

атестація

(вид)

Лекції

Практичні

VI

6/ЗП-01/1

5/180

36/2

36/2

108

2

РР

іспит

VII

7/ЗП-01/2

4/144

36/2

18/1

90

 

КР

іспит

    

 

                                                               ІІІ. Мета і завдання дисципліни

 

                Витрата енергоресурсів на здійснення різних теплотехнологічних процесів обробки, переробки, виробництва речовин, матеріалів, виробів складає значну частину в загальному балансі витрат енергоресурсів країни. Ступінь досконалості деяких з ци процесів, а також апаратів і установок, в яких ці процесі здійснюються в промисловості і агропромисловому комплексі, невеликий, а ККД навіть однакових процесів і установок коливається в широких межах. Це обумовлює необхідність інтенсифікації роботи діючих теплотехнологічних апаратів і установок та створення нового високоефективного обладнання, що потребує глибокого знання фізико-хімічних основ процесів, які протікають в теплотехнологічному обладнанні, а також органічної сполуки експлуатаційного досвіду з результатами наукових досліджень, досягненнями в галузі проектування і конструювання такого обладнання.

          Знання цієї дисципліни забезпечує повноцінне сприйняття та вивчення тих наступних дисциплін навчального плану, в яких розглядаються детально питання використання, експлуатації, автоматизації, проектування теплотехнологічних апаратів і установок, а саме: ЗП-04 «Джерела теплопостачання»; ЗП-07 «Теплові мережі – 1», ВП-10 «Теплові мережі – 2»; ЗП-09 « Проектування теплоенергетичних установок»; ВП-05 «Спецпитання тепло масообміну»; ВП-06 «Спецпитання гідрогазодинаміки»; ВП-07 «Спецпитання теплотехнологічних процесів і установок»; ВП-08 «Використання не традиційних джерел енергії»; ВП-09 «Акумулювання енергії та теплові насоси».

          Метою вивчення дисципліни « Теплотехнологічні процеси та установки» є набуття знань та умінь, які дозволяють вирішувати такі типові задачі діяльності та проблеми:

-          розробка згідно з технічним завданням проекту теплотехнологічої установки з використанням типових теплотехнологічних схем виробництва цільового продукту або з розробкою такої схеми, з використанням типового обладнання або з розробкою проектів нового основного та допоміжного обладнання такої установки;

-          розробка проекту теплотехнологічного устаткування, його окремих елементів, або проекту удосконалення цих об’єктів;

-          вибір або розробка заходів, що забезпечують функціонування теплотехнологічного устаткування з найвищою енергетичною ефективністю і перешкоджають забрудненню навколишнього середовища;

-           складання проектно-конструкторської документації;

-          випробування або дослідження теплотехнологічних устаткування та процесів, оцінка результатів і розробка рекомендацій;

-          організація експлуатації, технічного обслуговування, ремонту, налагодження, тепло технологічного устаткування, контроль відповідності функціонування цього вимогам технічних умов, регламентів, стандартів.

      Завданням вивчення дисципліни є набуття системи таких конкретних знань та умінь:

 

Знання

  1. Історії розвідку теорії і техніки основних теплотехнологічних процесів в Україні і зарубіжжі.
  2. Бібліографії основної технічної літератури з дисципліни ( підручники, монографії, часописи, каталоги, атласи та ін.)
  3. Основних каталогів, стандартів, нормалей на апаратуру  тепломасообмінних, холодильних  та сушильних  установок.
  4. Вимог стандартів ЄСКД, СПДБ до  зображень конструкцій основного і допоміжного теплотехнологічного устаткування на кресленнях і схемах.
  5. Основних властивостей теплоносіїв, холодильних та сушильних агентів, вимог до цих середовищ, що забезпечують охорону праці та пожежну безпеку при їх використанні.
  6. Теоретичних основ і фізичної сутності низькотемпературних тепло технологічних процесів, які використовуються в промисловості ( нагрівання, охолодження, випарювання, ректифікація, дистиляція, сушіння).
  7. Основних схем теплотехнологічних установок (випарних, ректифікаційних, холодильних, сушильних) та конструкцій устаткування цих установок, типових рішень основних вузлів устаткування, основних принципів вибору конструкцій цього устаткування,  і матеріалів для його виготовлення.
  8. Методів теплового, конструкторського, аеро- та гідродинамічного розрахунків, проектування тепло технологічних установок і обладнання, що входить до їх складу, загальних принципів моделювання цих установок і процесів, які в них протікають.
  9. Методів раціонального використання теплоти, палива, електроенергії і вторинних енергоресурсів при здійсненні теплотехнологічних процесів, основних принципів і вимог захисту навколишнього середовища при експлуатації установок.
  10.  Основних тенденцій розвитку теорії і техніки низькотемпературної теплотехнології.

  

      Уміння

      1. Виконувати розрахунки теплотехнологічних процесів, апаратів, установок при основних  

             способах здійснення цих процесів та конструктивного оформлення апаратів і установок,

зокрема з використанням ПЕОМ.

2. Підбирати за довідковими даними основне і допоміжне устаткування, яке             використовується в теплотехнологічних установках.

3. Роботи з науково- технічною, нормативною, довідковою літературою, бібліографічними джерелами за тематикою дисципліни.

4. Використовувати в роботі іноземну технічну літературу, рекламу, проспекти фірм та ін.

5. Самостійного розуміння та осмислювання схем теплотехнологічних установок основних типів, особливостей конструктивного виконання основного і допоміжного устаткування цих установок.

      6. Розробити ескізний ( технічний) проект тепло технологічної установки ( випарної, сушильної, холодильної), відповідну текстову і графічну конструкторську документацію, використовуючи ПЕОМ.

      7. Оцінювати теплотехнологічні процеси, апарати, установки з точки зору їх енергетичної ефективності і розробляти рекомендації з покращення їх ефективності.

      8. Організувати і провести випробування обладнання або дослідження процесу, враховуючи вимоги охорони праці і техніки безпеки; виконати обробку результатів і їх аналіз, запропонувати висновки, націлені на оптимізацію режимів здійснення процесів та параметрів устаткування.

 

 

IV. Зміст дисципліни

 

               Перший кредитний модуль 6/ЗП-01/1.

Розділ 1. Вступ до дисципліни.

             Тема 1.1. Основні види промислових тепло- і масообмінних процесів і установок.

 

Розділ 2. Теплоносії, холодоносії, сушильні та холодильні агенти

             Тема 2.1. Теплоносії та холодоносії

           Тема 2.2. Сушильні агенти

             Тема 2.3. Холодильні агенти

Розділ 3.Тепломасообмінні процеси та апарати

           Тема 3.1. Рекуперативні теплообмінники

             Тема 3.2. Розрахунки  рекуперативних теплообмінників.

Розділ 4.  Випарні установки та апарати.

           Тема 4.1 Фізичні основи процесу випарювання.

             Тема 4.2. Теплопередача в випарних апаратах.

             Тема 4.3. Випарні апарати. Багатоступеневі випарні установки.

             Тема 4.4. Розрахунки багатоступеневих випарних установок

             Тема 4.5. Допоміжне устаткування випарних установок

   Розділ 5.   Дистиляція і ректифікація

           Тема 5.1.Фізико-хімічні властивості бінарних сумішей

             Тема 5.2. Дистиляційні установки.

           Тема 5.3. Ректифікаційні установки.

    Розділ 6.  Холодильні установки та трансформатори теплоти.

           Тема 6.1. Термодинамічні основи одержання холоду

           Тема 6.2. Компресорні холодильні установки

           Тема 6.3.Абсорційні холодильні установки.

              Тема 6.4. Пароежекторні холодильні установки.

            Тема 6.5. Трансформатори теплоти.

    

                Другий кредитний модуль 7/ЗП-01/2

 

      Розділ 7. Сушильні процеси та установки

             Тема7.1 Сушіння, його роль і значення в техніці і життя людини

           Тема 7.2. Статика процесу сушіння

           Тема 7.3. Кінетика процесу сушіння

           Тема 7.4. Динаміка процесу сушіння

           Тема 7.5. Технологія сушіння

           Тема 7.6.Способи сушіння

           Тема 7.7.Конструкції сушильних установок.

 

V. Методи навчання та інформаційно-методичне забезпечення

           Основний матеріал змістових модулів викладається на лекціях. При розгляді конструкцій обладнання, апаратів використовується роздатковий матеріал зі схемами та малюнками. Використовуються також рекламні проспекти фірм, СD з рекламними матеріалами, а в окремих випадках кодоскоп та проектор зі слайдами.

            На початку семестру студенти отримають тексти умов всіх екзаменаційних задач, які містяться в білетах, та питань білетів.

            На практичних заняттях розглядаються методики розв’язання задач, розв’язуються типові задачі. В розрахунковому завданні містяться більш складні задачі, розв’язання яких вимагає самостійних творчих зусиль студента.

             Курсова робота передбачає виконання основних розрахунків, які здійснюються при проектуванні конвективних сушильних установок.

 

 Основна література.

 

А. Підручники та навчальні посібники, які знаходяться в НТБ НТУУ «КПІ».

1. Промышленные тепломассобменные процессы и установки / А.М.Бакластов, В.Г. Горбенко,    О.Л.Данилов и др. Под ред. А.М.Бакластова. –Энергоатомиздат, 1986.-328с.

2.Бакластов А.М., Горбенко В.Г., Удыма П.Г. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок.- М.: Энергоиздат, 1981.-336с.

3. Холодильные машины / Под ред. Н.Н. Кошкина.- М.:Пищ.промсть, 1973.-511с.

4.Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник / Под общ. ред. В.А.Григорьева, В.М.Зорина. – 2-е изд., перераб.- М.: Энергоатомиздат, 1988. -560с.: ил. – (Теплоэнергетика и теплотехника; Кн.4)

5. Анисимов С.Н. Основы проектирования теплообменных аппаратов: Учебное пособие.

     - Симферополь: НАПКС, 2005. -185с.

6. Іванченко В.В., Барвін О.І., Штонда Ю.М.   Конструювання та розрахунок кожухотрубчастих теплообмінних апаратів.  – Луганськ :  Вид-во СНУ ім..В.Даля.-2006.-208с.

7. Врагов А.П.    Теплообмінні  процеси та обладнання хімічний і  газонафтопереробних виробництв: Навч. посібник.- Суми: ВТД « Університетська книга», 2006.- 260с.

8.Кулінченко В.Р., Мирончук В.Г. Випарювання і випарні апарати у розрахунках і конструюванні.: Навч.посібник.- К.: Кондор, 2006.-392с.

9. Алабовский А.Н. Удыма П.Г. Аппараты  погружного горения.- М.: Издательство МЭИ, 1994.-289с.

10. Мінаковський В.М. Теплотехнологічні процеси та установки: Посібник. – К.: ВПК «Політехніка», 2009. – 128 с.

Б. Методичні вказівки до самостійної роботи, контрольних робіт, розрахункової роботи, курсової роботи, практичних занять та дипломних проектів бакалаврів знаходяться на кафедрі.

              Індивідуальне консультування здійснюється щотижня за графіком, який доводиться до відома студентів на початку семестра. Відвідування консультацій та звіт про виконану самостійну роботу є обов’язковими.

 

VI. Мова

    

               Мова викладання лекцій  російська через відсутність україномовного підручника. Мова при проведенні практичних занять залежить від теми занять.

 

 

VIІ.Характеристика індивідуальних завдань.

           З метою поглиблення вивчення дисципліни та набуття стійких вмінь самостійних і кваліфікованих розрахунків і вибору основного і допоміжного устаткування                         теплотехнологічних   установок в процесі вивчення дисципліни студентами виконуються розрахункова та курсова робота. Розрахункова робота складається з трьох розділів, присвячених розрахункам теплообмінних, випарних та холодильних установок відповідно. Розрахунки виконуються за індивідуальними варіантами вихідних даних. Зазначені в п. V розрахунки в курсовій роботі виконуються також за індивідуальними варіантами вихідних даних. Вимоги до оформлення розрахункової та курсової робіт-загальноприйняті в НТУУ «КПІ».

           Додаткові індивідуальні завдання передбачені для студентів, які не відвідують занять з військової підготовки. Тематика пропонуємих їм завдань різнаманітна, пов’язана з поглибленим вивченням окремих розділів другого кредитного модуля і доводиться до відома студентів на початку семестру та розподіляється поміж студентами з урахуванням їх вибору.

 

VIІІ. Методика оцінювання

           Семестрова атестація проводиться в VI  і VII  семестрах у вигляді іспиту, до якого допускається студент який виконав всі передбаченні робочим навчальним планом завдання з дисципліни ( кредитного модуля). Якщо студент не розв’язав ( абсолютно) запропоновану йому в екзаменаційному білеті задачу, він відсторонюється від подальшого опитування і отримує незадовільну оцінку.

           При захисті курсової роботи враховується самостійність і свідомість зроблених висновків а також якість  оформлення текстової та графічної частини роботи.

 

 

ІХ. Організація

          Дисципліна вивчається обов’язково всіма студентами спеціальності в  VI  і VII  семестрах.

Контактні телефони лекторів: Фуртат Ірина Едуардівна – 454 97 91;

                                                    Мінаковський Віктор Мирославович – 454 90 94.

                                                                              НТУУ КПІ      ТЕФ      Розклад       Бібліотека      Електронний Кампус      Вебкамери       Радіо КПІ       Студмістечко