Паливо та обладнання для його спалювання

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», 17 кр.;     НФ-03 «Хімія», 4 кр.;     НФ-02 «Фізика», 10 кр.; НП-02    

 «Технічна термодинаміка», 9 кр.; НП-03 «Тепломасообмін», 12 кр.; НФ-05 «Інформаційні технології», 8,5 кр.;  НФ-04 «Інженерна та комп’ютерна графіка», 7 кр.

           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  кредитного модуля ЗП-14 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

IV

4/ЗП-14

4/144

36/2

18/1

90

1

РГР

іспит

 

 

 

 

 

                                                 

ІІІ Мета і завдання дисципліни

 

Народне господарство використовує велику кількість енергії. Пропорційний розвиток паливно-енергетичного комплексу та народного господарства в цілому є найважливіша задача, тому що ні одна галузь народного господарства в такій мірі не визначає рівень економічного розвитку країни як паливно-енергетичний комплекс.

На базі знань, отриманих при вивченні дисципліни  «Паливо та обладнання для його спалювання», майбутній інженер-теплотехнік може активно включитись в вирішення проблем енергетичного балансу підприємства. Знання, отримані при вивченні дисциплін: ЗП-09 «Проектування теплоенергетичних установок»; ВП-01 «Високотемпературні теплотехнологічні процеси та установки»; ВП-09 «Аккумулювання енергії та теплові насоси» надають змогу студенту перейти до теплових та аеродинамічних розрахунків при проектуванні різноманітних паливовикористовувальних установок, таких як, котельні установки, промислові печі, газові турбіни, сушильні агрегати та інші.

Раціональний вибір паливоспалюючих пристроїв (пальники і форсунки)  та їх розміщення дозволяє вирішувати питання економії палива та підвищення якості виробленої продукції.

Метою вивченні дисципліни  «Паливо та обладнання для його спалювання» є набуття та умінь, які дозволять вирішувати  типові задачі  діяльності та проблеми:

- розробка згідно технічного завдання проекту теплотехнологічної установки з використанням типових схем  підводу теплоти на базі типового обладнання паливоспалюючих пристроїв або з розробкою в проекті нового основного та допоміжного обладнання паливоспалюючих пристроїв.

- вибір або розробка заходів та паливоспалюючих пристроїв, що забезпечують функціювання теплотехнічного устаткування з найвищою енергетичною ефективністю і перешкоджають забрудненню навколишнього середовища;

- складання проектно-конструкторської документації;

- випробування або дослідження  паливоспалюючих пристроїв та процесів горіння, оцінка результатів і розробка рекомендацій;

- організація експлуатації, технічного обслуговування, ремонту, налагодження  паливоспалюючих пристроїв. Контроль функціювання цих пристроїв відповідно стандартів, регламентів або технічних умов.

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

 

Знання

  1. Історію розвитку теорії горіння  в Україні і за кордоном.
  2. Бібліографії основної технічної літератури з дисципліни ( підручники, монографії, часописи, каталоги, атласи та ін.)
  3. Основних каталогів, стандартів, нормалей на апаратуру.
  4. Вимог стандартів ЄСКД, СПДБ до  зображень конструкцій основного і допоміжного паливоспалюючого  устаткування на кресленнях і схемах.
  5. Основних  характеристик органічного палива (твердого, рідкого, газоподібного) та способів його добування, зберігання, транспортування, способів їх переробки та спалювання,  вимог, що забезпечують охорону праці та пожежну безпеку при їх використанні.
  6. Теоретичних основ і фізичної сутності процесу горіння .
  7. Основних схем паливоспалюючих пристроїв та конструкцій пальників та форсунок, типових рішень основних вузлів, основних принципів вибору типу пальників або форсунок  і матеріалів для його виготовлення.
  8. Методів теплового, конструкторського, аеро- та гідродинамічного розрахунків, проектування  паливоспалюючих пристроїв, загальних принципів моделювання цих пристроїв і процесів, які в них протікають.
  9. Методів раціонального використання теплоти палива  при здійсненні теплотехнологічних процесів, основних принципів і вимог захисту навколишнього середовища при експлуатації установок.
  10.  Основних тенденцій розвитку теорії горіння і паливоспалюючих пристроїв .

 

Уміння

1. Виконувати розрахунки повного горіння органічного палива при заданому його складі, коефіцієнті надлишку повітря та вологовмісті газоподiбного палива, зокрема з використанням ПЕОМ. Визначати теоретично необхідну та дійсну кількість повітря, склад продуктів згоряння палива.

2. Визначити парціальний тиск будь якого компоненту продуктів згоряння та їх об’ємні частки.

3. Розрахувати калориметричну температуру горіння палива, жаропродуктивність, теоретичну та розрахункову температури повного горіння палива.

4. Визначати, зазначені у п.3 температури горіння палива з урахуванням можливої дисоціації CO2 та H2O.

5. Виконувати розрахунки неповного горіння палива без утворення сажистого вуглецю.

6. Виконувати розрахунки неповного горіння палива з утворення сажистого вуглецю.

7. Визначити температуру початку конденсації водяної пари, яка знаходиться у продуктах згоряння та оцінювати її вплив на температуру продуктів згоряння.

8. Будувати діаграму H-t повного горіння будь-якого палива та зображати на неї процеси з продуктами згоряння.

9. Безпомилково визначати тип паливоспалюючого пристрою, по кресленню, вміти розповісти його роботу, переваги, недоліки та основні теплові та технічні характеристики.

10. Підбирати за довідковими даними (за графіками та таблицями) будь-який топливоспалюючий пристрій (пальник чи форсунку), якій використовується в теплотехнологічних установках..

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

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

13. Самостійного розуміння та осмислювання типів паливоспалюючих пристроїв, особливостей їх конструктивного виконання.

14. Розробити ескізний ( технічний) проект паливоспалюючого пристрою, відповідну текстову і графічну конструкторську документацію, використовуючи ПЕОМ.

7. Оцінювати паливоспалюючі пристрої з точки зору їх енергетичної ефективності і розробляти рекомендації з покращення їх ефективності.

8. Організувати і провести випробування паливоспалюючого пристрою  або дослідження процесу горіння, 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

 

Розділ 1. Вступ до дисципліни.

Тема 1.1. Значення, зміст дисципліни та основні шляхи підвищення ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів.

Розділ 2. Природне паливо та його спалювання

Тема 2.1. Походження, видобуток, збереження та транспортування природного палива.

Склад палива та способи його завдання.

Тема 2.2. Фiзико-технiчнi характеристики палива. Приведенi характиристики палива.

Тема 2.3. Розрахунки повного горiння газоподiбного та твердого (рідкого) палива та обробка результатiв розрахункiв. Визначення теплоти згоряння твердого (рiдкого) палива.

Тема 2.4. Матерiальнi баланси процесу повного горiння, дiаграма H-t. Неповне горiння палива. Температури горiння палива та визначення необхiдностi попереднього пiдiгрiву компонентiв горiння.

Розділ 3. Штучні гази.

Тема 3.1. Види штучного газу, способи та пристрої для його отримання.

Тема 3.2. Суха перегонка палива. Коксування та напівкоксування.

Тема 3.3. Беззалишкова газифікація палива. Штучні нафтові гази та пристрої для їх отримання.

Розділ 4. Пристрої для спалювання палива.

Тема 4.1. Підготовка палива до спалювання.

Тема 4.2. Пристрої для спалювання газоподібного палива.

Тема 4.3. Пристрої для спалювання рідкого палива.

Тема 4.4. Конструкції спеціальних пристроїв для спалювання палива.

 

V. Методи навчання та інформаційно-методичне забезпечення

 

Основний матеріал дисципліни викладається на лекціях. При розгляді конструкцій паливоспалюючих пристроїв 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.

Для допомоги по вивченню матерiалу розроблена програма "PAL TEST" для персонального комп’ютера. Програма складається з 43 запитань за певний час. Вiдповiдаючи на запитання, студенти мають можливiсть визначити питання на якi данi помилковi вiдповiдi та отримати оцiнку.

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

Розрахунково-графічна робота передбачає виконання основних розрахунків, які здійснюються при проектуванні різноманітних тепловикористувальних установок, в яких спалюють паливо.

Для перевірки розрахунково-графічної роботи розроблені програми для ПЕОМ “PAL2”, “NEPGOR”, “URNEPGOR”, які дозволяють студентам перевірити свої розрахунки. По дисципліні видано ряд методичних вказівок та виготовлені окремі плакати, які забезпечують наочність навчальних занять.

 

 

Основна література.

 

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

 

1.Щукин А.А. Промышленные печи и газовое хозяйство заводов.-М. : Энергия, 1973.-224с.

2.Вагин А.А., Кривандин В.А., Прибытков И.А., Перлов Н.И. Топливо, огнеупоры и металлургические печи. – М.: Металлургия, 1978.-432с.

3.Алабовский А.Н., Анцев Б.В., Романовский С.А. Газоснабжение и очистка промышленных газов.- Київ: Вища школа. Головне изд-во,1985.-192с.

4.Кривандин В.А., Филимонов Ю.П., Теория, конструкции и расчеты металлургических печей. Ч.1. – М.: Металлургия, 1978 – 360 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 семестру. Відвідування консультацій та звіт про виконану самостійну роботу є обов’язковими.

 

 

VIІ. Характеристика індивідуальних завдань.

 

З метою поглиблення вивчення дисципліни та набуття стійких вмінь самостійних і кваліфікованих розрахунків і вибору устаткування в процесі вивчення дисципліни студентами виконуються розрахункова та контрольна робота. В індівідуальних завданнях необхідно виконати розрахунки горіння палива з урахування всіх факторів, що впливають на процеси горіння газоподібного та твердого (рідкого) палива. Іншою важливою частиною індівідуальних завдань є обгрунтований на ретельних розрахунках вибір паливоспалючого пристрою. Розрахунки виконуються за індивідуальними варіантами вихідних даних. Вимоги до оформлення розрахункової та курсової робіт-загальноприйняті в НТУУ «КПІ».

 

 

VIІІ. Методика оцінювання

 

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

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

 

 

ХІ. Організація

 

          Дисципліна вивчається обов’язково всіма студентами спеціальності в  IV семестрі.

Контактний телефон лектора: Хавін Сергій Олександрович – 454-97-91

                                                                              НТУУ КПІ      ТЕФ      Розклад       Бібліотека      Електронний Кампус      Вебкамери       Радіо КПІ       Студмістечко