tehnicheskaya fizika rp

Новосибирская государственная Академия водного транспорта

Шифр дисциплины ЕН.Ф.06

Техническая физика

Рабочая программа по специальностям: 140100 «Кораблестроение»,

140200 «Судовые энергетические установки» 140500 «Техническая эксплуатация судов

и судового оборудования» Направление 652900 «Кораблестроение

и океанотехника»

Новосибирск, 2001

НГАВТ - Стр 1 из 26

Новосибирская Государственная Академия Водного Транспорта

Рабочая программа составлена доцентом кафедры термодинамики и судовых энергетических установок Колпаковым Б.А.и профессором кафедры деталей машин Барановским А.М. на основании Государст-венного образовательного стандарта высшего профессионального об-разования : Государственные требования к минимуму и уровню подго-товки выпускников по специальностям140100 - «Кораблестроение», 140200 – «Судовые энергетические установки» и 140500 - «Техниче-ская эксплуатация судов и судового оборудования» по направлению 652900 «Кораблестроение и океанотехника»

Программа обсуждена на заседаниях

кафедры термодинамики и судовых энергетических установок “_____”_____________________2001 г

кафедры деталей машин

“_____”_____________________2001 г

Заведующий кафедрой ТиСЭУ В.Д.Сисин

Заведующий кафедрой ДМ А.М.Барановский

Программа согласована:

зав.кафедрой СДВС С.А.Калашников

зав.кафедрой СиС

Л.К.Арабьян

декан заочного ф-та А.А.Ратничкин

Рабочая программа одобрена советом судомеханического факуль-тета

“_____”_______________2001 г

Председатель совета СМФ Д.Л.Лёзин



1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ Современные энергетические установки морских и речных судов

имеют в своём составе дизельные, газотурбинные и паротурбинные тепловые двигатели, холодильное оборудование и системы кондицио-нирования воздуха, компрессоры, котлы, насосы, вентиляторы, тепло-обменные аппараты, электрическое и иное оборудование. Процессы, происходящие в этих энергетических объектах, многообразны и слож-ны. Раздел «Теплофизические основы судовой энергетики» включает учебный материал, анализирующий термодинамические явления и процессы, встречающиеся в этих объектах, на основе законов физики и термодинамики. Здесь рассматриваются принципы преобразования теплоты в работу, особенности процессов, связанных с течением упру-гих жидкостей – истечения, дросселирования, эжектирования и тор-можения газов или паров. Рассмотрены также способы передачи теп-лоты: конвекция, излучение и теплопроводность. Даны методы расчёта теплообменных аппаратов. Знания, полученные при изучении данной дисциплины, необходимы для дальнейшего углублённого изучения судовой техники – главного и вспомогательного оборудования. Ос-новная цель при изучении данной дисциплины - формирование знаний об общих законах теплофизики и ознакомлении с методами расчёта процессов, происходящих в судовом оборудовании.

Во втором разделе «Гидромеханика» рассматриваются общие за-коны гидростатики, кинематики и движения невязкой и вязкой жидко-сти на базе основ изучаемой ранее дисциплины «Гидравлика». Сдела-ны выводы дифференциальных уравнений движения, энергии и нераз-рывности потока. Выполнен анализ частных случаев о подъёмной силе крыла, кавитации и глиссировании. Этот раздел необходим для изуче-ния дисциплин по гидродинамике корабля, судовых насосов и других.

Третий раздел «Физика твёрдого деформируемого тела» посвя-щен общим понятиям физических свойств твёрдых тел. Исследуется напряженное состояние упругих тел. Рассмотрены протяженные и массивные модели твёрдых тел под действием статических и перемен-ных нагрузок.

При изучении дисциплины «Техническая физика» необходимы базовые знания по:

- физике, математике, химии, гидравлике, теоретической меха-нике и инженерной графике.



2 ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате изучения дисциплины студенты должны иметь представление: - о законах физики и термодинамики; - о принципах преобразования энергии в тепловых двигателях и

холодильных машинах; - о состояниях веществ и фазовых переходах; - о процессах в неподвижных термодинамических системах и в

поточных процессах; - о способах передачи теплоты и методах расчёта теплообмен-

ных процессов и аппаратов; - о гидростатических и гидродинамических явлениях, имеющих

отношение к кораблестроению и судовым энергетическим установкам; - о прочности судостроительных материалов; - о внешних нагрузках в конструкциях судов знать и уметь использовать: - методы расчёта параметров состояния идеальных газов и их

смесей; - методы расчёта параметров состояния реальных газов; - методы расчёта процессов идеальных и реальных веществ с

использованием таблиц и диаграмм; - методы анализа и расчёта циклов тепловых двигателей, холо-

дильных машин и тепловых насосов; - методы анализа и расчёта теплообменных процессов с исполь-

зованием теории подобия ; - уравнения гидростатики и гидродинамики; - методы построения моделей реальных конструкций; - методы расчёта на прочность и устойчивость брусьев, пластин

и оболочек. иметь навыки: - расчёта простых процессов и сложных комбинированных цик-

лов - расчёта теплообменных процессов и теплообменных аппара-

тов; - изображения термодинамических процессов и циклов в диа-

граммах; - в использовании тепловых диаграмм и таблиц;



- в изображении и чтении тепловых схем; - в применении компьютерных программ для решения теплофи-

зических задач; - расчёта гиростатических и гидродинамических задач; - компьютерного моделирования упругого поведения сложных

тел под действием внешних сил.

3 ОБЪЁМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБО-ТЫ



Очное обучение (О) Заочное обуче-ние (З)

Семестр Се-местр

Вид учебной работы

Всего часов

5 6 7

Всего часов

4 курс ОБЩАЯ ТРУДОЁМ-КОСТЬ ДИСЦИПЛИНЫ Аудиторные занятия Лекции Практические занятия (ПЗ) Лабораторные работы (ЛР) Практические занятия по курсовому проекти-рованию Самостоятельная ра-бота Изучение литературы теоретического курса Курсовая работа (КР) Расчётно-графические работы РГР Контрольные работы (КРР)

230

141 88

53

89

39 50

84 54 36 18 30 30

90 51 34 17 39 39

56 36 18 18 20 20

230 32 20 12 198 85 50 50 13

230 32 20 12 198 85 50 50 13

Вид итогового контро-ля

Экз Экз, защ КР

Зач

Экза-мен, Защ.КР

4 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Разделы, темы дисциплины и виды занятий



Лек-ции

ПЗ

ЛР

Самостоя-тельная работа

Раздел и тема дисциплины

О З О З О З О З Пятый семестр 36 8 10 30

Раздел 1 Теплофизиче-ские основы судовой энергетики (ТОСЭ) Тема 1.1 Введение Тема 1.2 Основные по-нятия и определения Тема1.3 Термодинами-ческие законы Тема 1.4 Идеальные и реальные газы Тема 1.5 Политропные процессы идеального газа Тема 1.6 Термодинами-ческие процессы реаль-ных газов (водяных па-ров) Тема 1.7 Рабочий про-цесс компрессора Тема 1.8 Процессы тече-ния газа Тема 1.9 Анализ необра-тимых процессов

1 4 4 2 5 3 2 5 2 2

10 2 2

1 1 2 1 1

2 ЛР 2 ЛР 2 ЛР

6 2 ЛР 2 ЛР

РГР 6ч РГР 6ч РГР 6 ч РГР 6ч

118 4 4 4 РГР 4ч РГР 4ч РГР 4 ч РГР 4ч 4 4



Тема 1.10 Принципы преобразования теплоты в работу. Цикл Карно. Тема 1.11 Циклы тепло-вых двигателей Тема 1.12 Циклы холо-дильных машин и тепло-вых насосов Шестой семестр Тема 1.13 Основные по-нятия тепломассообмена Тема 1.14 Теплопровод-ность Тема 1.15 Конвективный теплообмен. Теория по-добия. Тема 1.16 Тепловое из-лучение Тема 1.17 Теплопередача Тема 1.18 Тепломассо-обменные аппараты Курсовая работа Раздел 2 Гидромехани-ка Тема 2.1 Свойства жид-кости. Гидростатика. Тема 2.2 Кинематика

4 2 34 2 2 6 4 4 4 12 2 2 2

1 2 2 1 5 2

2 9 2 2 5 2

4ЛР 8 4 ЛР 4

2 ЛР

РГР 6ч 39 39

РГР 4ч 4 4 4 4 4 50 25 10 РГР 5ч РГР



жидкости Тема 2.3 Динамика не-вязкой жидкости. Тема 2.4 Динамика вяз-кой жидкости Тема 2.5 Частные слу-чаи динамики вязкой жидкости Контрольная работа Седьмой семестр Раздел 3 Физика твёр-дого деформируемого тела (ФДТ) Тема 3.1 Свойства твёр-дого тела. Прочность и жесткость Тема 3.2 Модели твёрдо-го деформируемого те-лаю Одномерные балоч-ные и стержневые моде-ли. Тема 3.3 Двумерные мо-дели пластин и оболо-чек. Тема 3.4 Внешние воз-действия и их классифи-кация. Виды предельных напряженно-деформированных со-стояний и их классифи-

2 4 18 2 8 2 2 4

1 2 5 2 2 1

2

4 ЛР 18 2ЛР 4ЛР 2ЛР 6ЛР

2 ЛР 4 2 ЛР 2ЛР

20 РГР 4ч РГР 4ч РГР 4ч РГР 4ч РГР 4ч

5ч 5 8 55 15 РГР 5ч РГР 5ч РГР 5ч 15 РГР 5ч



кация. Тема 3.5 Расчёт пара-метров сопротивления инженерных сооруже-ний на внешние воздей-ствия Контрольная работа

4ЛР 5

4.2 СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ И ТЕМ ДИСЦИПЛИНЫ Раздел 1 Теплофизические основы судовой энергетики (ТО-

СЭ) Тема 1.1 [Введение.] Предмет и методические основы технической термодинамики.

Принцип действия тепловых двигателей и машин – потребителей энер-гии, применяющихся в судостроении.

Тема 1.2 [Основные понятия и определения.] Термодинамическая система. Рабочее тело. Окружающая среда.

Параметры состояния: термодинамическая температура, абсолютное давление и удельный объём. Работа. Теплота и теплоёмкость. Энтро-пия.

Тема 1.3 Термодинамические законы. Первый закон термодинамики для потока и неподвижной термо-

динамической системы. Энтальпия. Второй закон термодинамики. Из-менение энтропии в обратимых и необратимых процессах.

Тема 1.4 [Идеальные и реальные газы.] Состояния веществ, фазовые равновесия и фазовые переходы.

Процесс парообразования. Идеальные газы, уравнение состояния иде-альных газов. Реальные газы. Уравнения состояния реальных газов. Диаграммы и таблицы воды и водяного пара. Газовые смеси. Влажный воздух.

Тема 1.5 Политропные процессы идеальных газов Вывод уравнения и анализ политропных процессов. Круговые

диаграммы политропных процессов. Изохорный процесс. Изобарный процесс. Изотермический процесс. Адиабатный процесс.

Тема 1.6 Термодинамические процессы реальных газов (водяных паров)



Анализ изохорного, изобарного, изотермического и адиабатного процессов водяных паров с использованием диаграмм и таблиц

Тема 1.7 Рабочий процесс компрессора .Принцип действия поршневого компрессора. Идеальный одно-

ступенчатый компрессор. Многоступенчатый компрессор. Тема 1.8 Процессы течения газа. Преобразование энергии в потоке. Сопло и диффузор. Истечение

идеального газа. Скорость звука и характерные скорости газового по-тока. Сопло Лаваля. Скачки уплотнения. Газодинамические функции. Процессы смешения потоков. Явление эжекции. Особенности расчёта процессов истечения реальных газов.

Тема 1.9 [Анализ необратимых процессов.] Необратимость процессов при передаче теплоты. Трение – при-

чина необратимости. Необратимые процессы течения газов и паров – дросселирование и торможение. Смешение потоков. Анализ необра-тимых циклов.

Тема 1.10 [Принципы преобразования теплоты и работы. Цикл Карно.]

Особенности взаимной трансформации теплоты и работы с пози-ций второго закона термодинамики. Необходимые условия для преоб-разования теплоты в работу. Циклы. Термический кпд цикла. Анализ цикла Карно.

Тема 1.11 Циклы тепловых двигателей. Анализ циклов поршневых ДВС. Циклы газотурбинных двигате-

лей. Циклы пароэнергетических установок. Комбинированные циклы. Тема 1.12 [Циклы холодильных машин и тепловых насосов.] Принцип действия воздушных и паровых холодильных машин.

Циклы этих машин. Особенности циклов тепловых насосов. Тема 1.13. [Основные понятия тепломассообмена] Массовые и тепловые потоки. Тепловая мощность. Удельный те-

пловой поток. Температурный градиент. Способы и особенности пере-дачи теплоты.

Тема 1.14 Теплопроводность Вывод уравнения Фурье. Дифференциальное уравнение тепло-

проводности Теплопроводность плоской стенки. Теплопроводность цилиндрической стенки. Многослойные стенки.

Тема 1.15 Конвективный теплообмен. Теория подобия. Особенности теплоотдачи. Уравнение Ньютона. Использование

уравнений конвективного теплообмена для получения чисел Гранич-



ные условия. Теоремы и положения теории подобия. Расчётные мето-ды, основанные на теории подобия, для вынужденного движения по-тока и при естественной конвекции. Теплоотдача при кипении и кон-денсации.

Тема 1.16 [Тепловое излучение.] Законы излучения: Планка, Вина, Кирхгофа, Стефана-Больцмана.

Особенности излучения между параллельными пластинами и в боль-шом пространстве. Экранирование.

Тема 1.17 [Теплопередача] Теплопередача плоской стенки. Теплопередача цилиндрической

стенки. Критический диаметр изоляции. Интенсификация процесса теплопередачи.

Тема 1.18 [Тепломассообменные аппараты] Типы теплообменных аппаратов: рекуперативные, регенератив-

ные и смесительные. Методы расчёта теплообменников. Среднелога-рифмический температурный напор.

Раздел 2 – Гидромеханика (ГМ) Тема 2.1 [Свойства жидкости. Гидростатика.] Параметры жидкости. Уравнение Бернулли как частный случай

закона сохранения энергии и первого закона термодинамики Тема 2.2 [Кинематика жидкости ] Определение гидродинамических реакции при движении тела в

невязкой жидкости. Тема 2.3 Динамика невязкой жидкости. Безвихревое движение жидкости. Уравнения движения невязкой

жидкости Тема 2.4 Динамика вязкой жидкости Вихревые движения жидкости. Турбулентные течения жидкости.

Внутренняя задача гидромеханики вязкой жидкости. Теория погра-ничного слоя. Вывод уравнений движения (Навье-Стокса), неразрыв-ности и энергии потока упругой и неупругой жидкостей.

Тема 2.5 Частные случаи механики вязкой жидкости Теория волн и волновых гидродинамических сил. Глиссирование.

Поверхностный удар. Кавитация. Раздел 3 Физика твёрдого деформируемого тела (ФДТ)



Тема 3.1 [Свойства твёрдого тела. Прочность и жесткость.] Испытание материалов. Метод сечений. Напряжение и деформа-

ция. Закон Гука. Типы опор. Диаграмма растяжения малоуглеродистой стали. Растяжение хрупких материалов. Испытание на сжатие. Уста-лость материалов. Диаграмма Велера.

Тема 3.2 Модели твёрдого деформируемого тела. Одномерные балочные и стержневые модели.

Нить, брус, оболочка, массив. Растяжение стержней. Расчёт на прочность. Изгиб тонких балок. Интегрирование универсального уравнения. Оптимальное расположение опор. Рациональное сечение балки. Короткие балки. Устойчивость сжатых стержней.

Тема 3.3 Двумерные модели пластин и оболочек. Изгиб длинной пластинки по цилиндрической поверхности. Диф-

ференциальное уравнение изгиба пластинки. Деформация оболочки без изгиба.

Тема 4.4 [Внешние воздействия и их классификация. Виды пре-дельных напряженно-деформированных состояний и их классифика-ция.]

Классификация нагрузки по размерности и по времени. Кручение стержней. Расчёт по предельным состояниям. Прочность сферической оболочки. Устойчивость оболочек при внешнем гидростатическом давлении. Устойчивость цилиндрических оболочек при изгибе и кру-чении.

Тема 3.5 Расчёт параметров сопротивления инженерных соору-жений на внешние воздействия.

Виды расчётов в инженерной практике. Расчёты на прочность, жёсткость и устойчивость. Оптимизация стационарных, транспортных и облегченных инженерных конструкций.

* В скобках [ ] – темы для самостоятельного изучения студента-ми-заочниками.

5 ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ занятия



Темы дис-циплины

Наименование лабораторных работ



Раздел 1 - ТОСЭ Темы 1.1

Тема 1.2

Тема 1.3

Тема 1.4

Тема 1.5 Тема 1.6

Тема 1.7

Тема 1.8 Темы 1.10-

1.11 Тема 1.12

Тема 1.14

Тема 1.15 Раздел 2 –

ГМ Тема 2.5

Раздел 3 – ФДТТ

Лабораторная работа 1 - Ознакомление с принципом действия и устройством судового теплоэнергетическо-го оборудования: газотурбинного двигателя, дизеля, холодильной установки, котла, насосов. Лабораторная работа 2 - Экспериментальное опреде-ление теплоёмкости Теплота и теплоёмкость. Таблич-ный и аналитический метод определения истинной и средней теплоёмкости. Термодинамические параметры состояния. Экспериментальное определение темпера-туры и давления. Измерительные приборы. Пересчёт параметров из одних систем измерения в другие Варианты использования выводов и формул 1-го зако-на термодинамики при анализе процессов. Использование уравнений идеального газа. Расчёт га-зовых смесей. Расчёт политропных процессов. Расчёт процессов водяных паров с использованием диаграмм и таблиц Лабораторная работа 3 - Испытания поршневого ком-прессора. Рабочий процесс компрессора. Расчёты од-ноступенчатых и многоступенчатых компрессоров. Методы расчёта процессов истечения газов и паров. Анализ и расчёт циклов тепловых двигателей. Лабораторная работа 4 - Циклы холодильных машин. – расчётные и экспериментальные. Расчёт циклов холо-дильных машин и тепловых насосов Лабораторная работа 5 - Экспериментальное опреде-ление коэффициента теплопроводности материалов. Методы расчёта процесса теплопроводности. Методы расчёта процессов конвективного теплообме-на Лабораторная работа 6 Испытание насоса. Определе-ние кавитационных характеристик Лабораторная работа 1 – Изучение конструкционных материалов



Тема 3.1

Тема 3.2


Тема 3.5

Лабораторная работа 2 – Определение модуля упруго-сти Лабораторная работа 3 – Испытания материалов на прочность Лабораторная работа 4 – Деформация оболочки без изгиба Лабораторная работа 5 – Кручение стержней Лабораторная работа 6 – Расчёт стержней по предель-ным состояниям Лабораторная работа 7 – Прочность сферической обо-лочки Лабораторная работа 8 – Устойчивость стержней

6 ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ не предусмотрены (включены

в состав лабораторно-практических) 7 КУРСОВАЯ РАБОТА – аудиторные занятия не предусмот-

рены

8 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА 8.1 Расчётно-графические работы В программе самостоятельной работы для студентов очного и за-

очного обучения предусмотрено выполнение расчётно-графической работы по разделу «Теплофизические основы судовой энергетики», включающей комплекс задач по технической термодинамике и теории теплообмена. Расчётно-графические работы выполняются студентами очного отделения самостоятельно во внеурочное время по индивиду-альным заданиям. На выполнение РГР по этому разделу планируется 30 часов Расчётно-графические работы оформляются в соответствии с требованиями, предъявляемые к подобным работам, на листах форма-та А4. Объём каждой работы 10-15 страниц. Работы могут быть вы-полнены на компьютере с использованием программ Word , Mathcad и др.

По разделу «Физика деформируемого твёрдого тела» также пре-дусмотрено выполнение расчётно-графической работы, включающей задания на растяжение, сжатие и изгиб, общей трудоёмкостью – 20 часов



Номер темы дисципли-

ны Наименование РГР

1.5– 1.8, 1.11

1.13 – 1.18

3.1 3.2

Комплекс задач по техни-ческой термодинамике

Комплекс задач по теории теплообмена

Растяжение-сжатие Изгиб

Для студентов заочного обучения предусмотрено выполнение тех же расчётно-графических работ, что и для студентов очного отделе-ния. РГР выполняются самостоятельно во внеаудиторное время по индивидуальному заданию. На выполнение РГР планируется 50 часа из раздела «Самостоятельная работа»

Раздел «Самостоятельная работа» предусматривает изучение ли-тературы студентами заочного отделения в объёме 85 часов. Для кон-троля за этой работой планируется проведение двух контрольных ра-бот : по разделу ТОСЭ – 8 часов, и по разделу ФДТ – 5 часов

8.2 Цель, содержание и структура курсовой работы Курсовая работа выполняется студентами очного отделения в 6

семестре, на её выполнение предусмотрено 35 часов из раздела «Само-стоятельная работа студента». Заочники выполняют курсовую работу на 4 курсе, и на её выполнение планируется 50 часов. Цель работы – закрепление теоретического материала и проверка способности при-менения полученных знаний для анализа и расчёта тепловых процес-сов, циклов и теплообменных аппаратов.

Курсовая работа выполняется по индивидуальному заданию, в котором предусматривается расчёт цикла с газообразным рабочим телом, расчёт парового подстроечного цикла и расчёт теплообменника, входящего в схему комбинированного цикла. Графическая часть рабо-ты состоит из одного листа формата А1, на котором изображается схе-ма комбинированной установки и диаграммы, содержащие изображе-ния расчётных циклов. Содержание курсовой работы, её структура и объём даны в нижеприведённой таблице. После выполнения преду-сматривается защита работы.



Объём Наименование раздела кур-

совой работы

Граф.часть

Текст.часть

Часы О/З

Лите-ратура

1 Описание схемы комбини-рованной установки 2 Расчёт цикла с газообраз-ным рабочим телом 3 Расчёт парового цикла 4 Расчёт параметров комби-нированного цикла 5 Расчёт теплообменника

1 лист А1

2-3стр. формата А4; 6-8 стр. 3-4 стр. 3-4стр. 5-6стр.

3/5 12/15 5/10 5/5 14/15

6, 1-5 3,4,5,6 1-6 1-6 3,5,10

1лист А1

19-25стр. формата А4

39/50

9 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИП-

ЛИНЫ 9.1 Рекомендуемая литература Основная: 1 Теплотехника:Учеб. Для вузов/В.Н.Луканин, М.Г.Шатров,

Г.М.Камфер и др.;Под ред.В.Н.Луканина. – 2-е изд.,М.:Высш.шк.,2000. – 671с.

2 Колпаков Б.А.Теплофизические основы судовой энергетики. Контрольные задачи для самостоятельной работы по технической тер-модинамике. – Новосибирск: НГАВТ, 2000. – 47с

3 Колпаков Б.А. Термодинамический анализ комбинированной установки. Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине « Теплофизические основы судовой энергетики» для студентов специальности 140200 – судовые энергетические установки. – Новосибирск: НГАВТ, 1999. 22с.

4 Теплотехника:Учеб.для вузов/А.П.Баскаков, Б.В.Берг, О.К.Витт и др.;Под ред. А.П.Баскакова.- 2-е изд.,- М.: Энергоатомиздат, 1991. – 224с.



5 Селивёрстов В.М., Бажан П.И. Термодинамика, теплопередача и теплообменные аппараты: Учебник для институтов водного транспор-та. – М.: Транспорт, 1988. – 287с.

6 Термодинамика судовых энергетических установок. Сборник задач. Под ред В.М.Селивёрстова. – М.: Транспорт, 1986. – 240с.

7 Стёпин П.А. Сопротивление материалов:Учеб. для немаши-ностр. спец.вузов.- 9-е издание. –М.: Интеграл-Пресс, 1997.-320с

8 Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. – М.:Наука, 1966

9 Колпаков Б.А. Цикл лабораторных работ по теплофизическим основам судовой энергетики. Методические указания по выполнению лабораторных работ. В плане издания.

8 Колпаков Б.А. Техническая физика. Методические указания по выполнению контрольной работы. В плане издания.

Дополнительная: 9 Теплотехника: Учебник для студентов ВТУЗов – Т 34 А.М. Ар-

харов, А.И.Кожинов и др.; Под общей ред. В.И.Крутова. – Машино-строение, 1986. – 432с.

10 Краснощёков В.Р., Сукомел А.В. Задачник по теплопередаче. – Л.: Высшая школа, 1978. – 242с.

9.2 Средства обеспечения освоения дисциплины Компьютерная версия конспекта лекций по разделу «Теплофизи-

ческие основы судовой энергетики» (автор – Б.А.Колпаков) 10 МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ Установки по определению теплопроводности твёрдых материа-

лов – 2 шт. Установки по определению теплоёмкости твёрдых материалов – 2

шт Макетные и натурные установки холодильных машин – 3 шт Исследовательская установка поршневого компрессора – 1 шт Натурная установка газотурбинного двигателя – 1шт Испытательные насосные установки - 2 шт Котельная установка – 1шт Плакаты – 20 шт Компьютерный класс судомеханического факультета



10 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИ-ЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Возможна следующая последовательность изучения дисциплины – после технической термодинамики (темы 1.1 – 1.13) в 5 семестре и сдачи экзамена по этой части предмета, в 6 семестре вначале читается раздел «Гидромеханика» (темы 2.1 – 2.5), а потом подраздел теплофи-зических основ судовой энергетики – основы теории теплообмена (те-мы 1.14 – 1. 18). Завершается изучение разделом «Физика деформи-руемого тела».

12 ФОРМЫ КОНТРОЛЯ Для студентов очного обучения Экзамен в 5 семестре при условии выполнения учебного графика

и расчётно-графических работ по разделу « Теплофизические основы судовой энергетики» часть 1 – «Техническая термодинамика», экза-мен в 6 семестре по части 2 ТОСЭ - «Теплопередаче» и «Гидромеха-нике» при условии сдачи курсовой работы и выполнении аудиторной программы, В 7 семестре зачёт по разделу «Физика твёрдого тела».

Для студентов заочного обучения – экзамен на 4 курсе после защиты курсовой работы, расчётно-графических работ и при усло-вии выполнения программы занятий.

СВЕДЕНИЯ О КОРРЕКТИРОВКАХ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ Учеб

ный год Корректировка Д

ата П

одпись КОРРЕКТИРОВКА УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ

Техническая физика (название)

140200«Судовые энергетические установки»

(код учебного плана) 140100 «Кораблестроение»

140500 «Техническая эксплуатация судов и судового оборудова-ния»



в 200 - 200 г оду

Части темы Изменения



Пояснения по программе лабораторных работ ЛР 1: Ознакомление с принципами действия и конструкций

судового энергетического оборудования – дизелей, газотурбинных двигателей, холодильных машин, котлов, насосов, компрессоров. Работа выполняется на натурных и модельных образцах, имеющихся в машинном зале кафедры СДВС, в лабораториях холодильной техники и вспомогательных механизмов кафедры ТиСЭУ. 2 часа

ЛР 2 Определение температуры и давления. На насосной, вен-

тиляционной и компрессорной установке определяются при их работе показатели температуры и давления и производится пересчёт их с при-ведением в СИ-систему. Трудоёмкость – 2 часа.

ЛР 3: Экспериментальный и расчётный методы определения

теплоёмкости. Решение задач на истинную, среднюю, массовую, объ-ёмную и молярную теплоёмкости. Объяснение принципа действия установки по определению теплоёмкости твёрдых веществ. Проведе-ние испытаний с опытным или эталонным образцом. Обработка ре-зультатов опытов .Работа выполняется на установке в лаборатории топливо-смазочных материалов. Трудоёмкость – 4 часа.

ЛР 4 : Рабочий процесс компрессора. Объяснение схемы и

принципа действия компрессорной установки. Испытание компрессора с определением давлений и затрат мощности. Обработка опытных данных. Расчёт идеальных одноступенчатого и многоступенчатого компрессоров с исходными данными, полученными при испытании. Анализ полученных результатов. Работа выполняется в лаборатории вспомогательных механизмов. Трудоёмкость - 4 часа

ЛР 5: Циклы холодильных машин. Испытание холодильной

машины с определением давлений и температур в характерных точках цикла. Сравнение с идеальным циклом. Работа выполняется в лабора-тории холодильной техники. Трудоёмкость – 4 часа



ЛР 6: Определение теплопроводности твёрдых материалов. Ознакомление с принципом действия установки и методикой проведе-ния испытаний. Проведение испытаний с опытным или эталонным образцом. Обработка результатов испытаний. Анализ полученных ре-зультатов. Работа выполняется на установке в лаборатории топливо-смазочных материалов. Трудоёмкость – 4 часа

ЛР 7 Кавитационные характеристики насоса. Ознакомление с

опытной установкой и методикой испытаний. Проведение испытаний. Обработка результатов испытаний. Анализ полученных результатов. Выполняется на установке с насосом 2КМ6 в лаборатории вспомога-тельных механизмов. Трудоёмкость – 4 часа.

Лабораторно-практические занятия

Темы дис-циплин

Наименование лабораторных работ



Раздел 1 - ТОСЭ Темы 1.1

Тема 1.2

Тема 1.7

Тема 1.12

Тема 1.14

Раздел 2 – ГМ

Тема 2.5

Раздел 3 – ФДТ

Лабораторная работа 1 - Ознакомление с

принципом действия и устройством судового теп-лоэнергетического оборудования: газотурбинного двигателя, дизеля, холодильной установки, котла, насосов.

Лабораторная работа 2 – Термодинамиче-ские параметры состояния. Экспериментальное определение температуры и давления. Измеритель-ные приборы. Пересчёт параметров из одних сис-тем измерения в другие

Лабораторная работа 3 - Экспериментальное определение теплоёмкости Теплота и теплоём-кость. Табличный и аналитический метод опреде-ления истинной и средней теплоёмкости.

Лабораторная работа 4 - Рабочий процесс компрессора. Расчёты одноступенчатых и много-ступенчатых компрессоров.

Лабораторная работа 5 - Циклы холодиль-ных машин. – расчётные и экспериментальные. Расчёт циклов холодильных машин и тепловых насосов

Лабораторная работа 6 - Экспериментальное определение коэффициента теплопроводности ма-териалов .Методы расчёта процесса теплопровод-ности.

Лабораторная работа 7 – Испытание насоса.

Кавитационные характеристики



6 ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ – (программой не предусмот-рены) Темы дисцип-

лины Темы практических занятий

Тема 1.3

Тема 1.4

Тема 1.5

Тема 1.6

Тема 1.8


Тема 1.16 Тема 1.17 Тема 1.18

Варианты использования выводов и формул 1-го закона термодинамики при анализе процессов Использование уравнения идеального газа. Расчёт газовых смесей. Расчёт политропных процессов с неперемещаю-щимся идеальным газом. Расчёт процессов водяных паров с использованием диаграмм и таблиц Методы расчёта процессов истечения идеального газа и паров Анализ и расчёт циклов тепловых двигателей. Методы расчёта процессов конвективного тепло-обмена Методы расчёта процессов излучения Анализ и расчёт процессов теплопередачи Методы теплового и конструктивного расчёта теп-лообменных аппаратов



tehnicheskaya fizika rp

Documents