Теплотехника
Методические указания и контрольные задания
для студентов заочной формы обучения
по специальности 22.02.05 Обработка металлов давлением
и 22.02.01 Металлургия черных металлов
Нижний Тагил
Одобрена цикловой комиссией Утверждена заместителем директора
специальности 22.02.05по учебной работе
«Обработка металлов давлением»
Председатель комиссии:А.А. Турова
___________ П.С.Любимцева «» 2017г.
Протокол №
«__»____________2017 г.
Разработчик: Прокопьева И.В., преподаватель ГАПОУ СО «НТГМК»
высшейквалификационной категории, почетный работник СПО
Содержание
1. Пояснительная записка4
2. Тематический план и содержание учебной дисциплины5
3. Перечень лабораторно-практических работ6
4. Общие методические указания7
5. Методические указания к контрольной работе 19
6. Контрольная работа 1 28
7. Методические указания к контрольной работе 2 32
8. Контрольная работа 2 56
Список литературы
Приложения
Пояснительная записка
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины Теплотехника и предназначены для реализации Федерального государственного образовательного стандарта по специальности 22.02.05 «Обработка металлов давлением» (базовая подготовка) и специальности 22.02.02 «Металлургия черных металлов» (базовая подготовка)
Изучение дисциплины основывается на знаниях, полученных студентами при изучении дисциплин «Физика», «Химия», «Математика», «Основы металлургического производства».
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
уметь:
- производить расчеты процессов горения и теплообмена в металлургических печах
знать:
- основные положения теплотехники и теплоэнергетики;
- особенности движения газов в печах;
- топливо металлургических печей, методы его сжигания и методику расчетов горения;
- закономерности процессов тепло- и массообмена в металлургических печах;
- виды теплообмена и их характеристику;
- режимы нагрева металла;
- факторы, обеспечивающие рациональную технологию нагрева металла;
- материалы, применяемые для сооружения металлургических печей;
- назначение и свойства огнеупорных материалов;
- теплотехнические основы утилизации тепла.
По учебному плану изучение данной дисциплины предусматривает проведение обзорных лекций и лабораторно – практических работ в период лабораторно – экзаменационной сессии и межсессионных консультаций. Большая часть теоретического материала подлежит самостоятельному изучению, и в качестве одной из форм самостоятельной работы студентов предусмотрено выполнение двух домашних контрольных работ, включающихзадания теоретического и практического характера и курсового проекта для специальности 22.02.01 Металлургия черных металлов. Лабораторно – практические работы предназначены для углубленного изучения теоретического материала и получения практических навыков и умений.
В качестве итогового контроля знаний предусматривается дифференцированный зачет для специальности 22.02.05 «Обработка металлов давлением» и защита курсового проекта для специальности 22.02.01 «Металлургия черных металлов».
Тематический план и содержание учебной дисциплины ТЕПЛОТЕХНИКА
Раздел 1. Основы механики печных газов
Тема 1.1 Статика газов
Тема 1.2 Динамика газов
Раздел 2. Топливо и расчеты горения топлива
Тема 2.1 Расчеты горения топлива
Тема 2.2 Устройства для сжигания топлива
Раздел 3. Основы теплопередачи
Тема 3.1 Общая характеристика процессов теплообмена
Тема 3.2 Теплопроводность
Тема 3.3 Конвективный теплообмен
Тема 3.3 Теплообмен излучением
Раздел 4. Нагрев металла
4. 1 Окисление и обезуглероживание металла
Тема 4. 2 Основы рациональной технологии нагрева металла
Тема 4.3 Расчет нагрева металла
Раздел 5. Материалы, применяемые для сооружения печей
Тема 5. 1 Огнеупорные, теплоизоляционные, другие строительные материалы и металлы, применяемые при сооружении печей
Тема 5.2 Кладка и строительные элементы печей (для специальности 22.0.2.01 МЧМ)
Раздел 6. Утилизация тепла в металлургических печах
Тема 6.1 Теплотехнические основы утилизации тепла отходящих дымовых газов
Тема 6.2 Рекуперативные, регенеративные теплообменники и котлы-утилизаторы
Тема 6.3 Охлаждение печей и очистка дымовых газов (для специальности 22.0.2.01 МЧМ)
Раздел 7. Металлургические печи и конвертеры
Тема 7.1 Классификация и общая характеристика тепловой работы печей
Тема 7.2 Топливные печи, конвертеры и электрические печи
Тема 7.3 Техническое обслуживание и ремонт печей (для специальности 22.0.2.01 МЧМ)
Перечень лабораторно-практических работ
1. Расчет сопротивления дымового тракта
2. Расчет высоты дымовой трубы
3. Расчет эжектора
4. Расчет теплоты сгорания различных видов топлива
5. Полный расчет горения газообразного топлива
6. Расчет количества тепла, передаваемого через многослойную плоскую стенку
Дополнительно для специальности 22.02.05 «обработка металлов давлением»
7. Определение приведенного коэффициента излучения в системе «газ-кладка-металл».
8. Определение коэффициентов теплоотдачи конвекцией, излучением и суммарного коэффициента теплопередачи
9. Расчет продолжительности нагрева «тонкого» и «массивного» тел при постоянной температуре
10. Расчет рекуперативного теплообменника
11. Расчет приходной и расходной частей теплового баланса печи. Определение расхода топлива с использованием теплового баланса.
Общие методические указания
Основной вид учебной деятельности студентов заочного отделения – самостоятельная работа над учебным материалом: изучение материала по учебникам и учебным пособиям, выполнение контрольных заданий, выполнение лабораторно – практических работ, посещение индивидуальных консультаций, посещение учебных занятий, сдача зачета по курсу для специальности 22.02.05 и защита курсового проекта для специальности 22.02.02 «Металлургия черных металлов».
Работа с литературой
Изучать курс рекомендуется по темам, предварительно ознакомившись с содержанием тематического плана. Изучая курс, пользуйтесь предметным указателем в конце учебника. При первом прочтении старайтесь получить общее представление об излагаемых вопросах, а также отмечайте трудные и неясные места. Внимательно прочитайте текст. При повторном изучении темы усвойте все теоретические положения, математические зависимости и их выводы.
Чтобы лучше усвоить и запомнить изучаемый материал, надо обязательно иметь рабочую тетрадь и заносить в нее формулировки основных понятий, новые незнакомые термины и названия, формулы. Во всех случаях, когда материал поддается систематизации, составляйте схемы, таблицы. Пока тот или иной раздел не усвоен, переходить к изучению новых разделов не следует. Краткий конспект курса будет полезен при повторении материала в период подготовки к зачету или защите курсового проекта. Изучение курса должно обязательно сопровождаться решением задач.
Контрольные задания
При изучении дисциплины студент должен выполнить 2 домашние контрольные работы, к выполнению которой можно приступить только тогда, когда будет изучена определенная часть курса и тщательно проработаны примеры решения задач, приведенных в методических указаниях. Вариантконтрольной работы соответствует предпоследней и последней цифре шифра студента.
Наиболее важные вопросы программы выносятся на обзорные занятия, но необходимо помнить, что учебный материал нужно изучать систематически и в той последовательности, которая дана в программе, так как изучение каждой последующей темы построено на знаниях, полученных при изучении предыдущих тем.
Каждый вариант контрольного задания включает теоретические вопросы и задачи. Ответы на теоретические вопросы должны отражать умение работать с технической литературой, умение анализировать и обобщать изучаемый материал. Ответы на вопросы задания могут быть проиллюстрированысхемами, графиками, диаграммами. Можно воспользоваться ксерокопией, взятой из учебной литературы. Рисунки должны иметь сквозную нумерацию по всему тексту работы и сопровождаться подрисуночным текстом.
Текст должен быть написан разборчиво, сокращение слов не допускается. Контрольная работа должна быть аккуратно оформлена, для замечаний рецензента надо оставлять широкие поля. Решение задач должно быть представлено в том же порядке, в каком они указаны в задании. Работа должна быть датирована, подписана студентом и представлена на рецензирование.
Контрольная работа может быть также представлена в печатном виде. В этом случае необходимо соблюдать следующие требования: текст набирается в MicrosoftWord, печатается на одной стороне листа формата А4 и содержит примерно 1800 печатных знаков на странице (считая пробелы между словами и знаки препинания); шрифт TimesNewRoman — обычный, размер — 14 пунктов, междустрочный интервал — полуторный, верхнее и нижнее поля — 1,5 см, левое поле — 2,5 см и правое — 1,0 см; абзац должен быть равен 1,5 см; выравнивание текста по ширине.
Срок сдачи контрольной работы определяется графиком учебного процесса.
Работа не зачитывается и подлежит переработке (доработке), если
- выполнена не по своему варианту;
- выполнена не в полном объеме;
- имеет грубые ошибки.
Если контрольная работа не зачтена, то ее нужно выполнить заново в соответствии с указаниями рецензента и выслать на повторное рецензирование вместе с незачтенной работой. Контрольная работа, выполненная не по своему варианту, преподавателем не рецензируется и не зачитывается.
При выполнении контрольных работ следует строго придерживаться следующих требований:
1. Номера и условия задач выполняются в том порядке, в каком они указаны в задании;
2. Решение задач и ответы на вопросы должны быть полными и исчерпывающими. При решении задач нужно приводить весь ход решения и математические преобразования. Результат каждой формулы должен сопровождаться необходимой размерностью.
Запись решения задач ведется в следующей последовательности:
- написать расчетную формулу;
- указать значения условных буквенных обозначений, их размерность;
- подставить в формулу числовые значения и записать результат вычислений.
Окончательный результат вычислений следует приводить в системе СИ.
3. После выполнения заданий приводится список используемой литературы.