В учебном процессе широко используются как традиционные, так и интерактивные формы проведения аудиторных занятий. В сочетании с внеаудиторной работой это способствует более успешному формированию и развитию у обучающихся соответствующих компетенций. В целом интерактивные занятия составляют около 95% объёма аудиторной работы.
Метод деловых игр можно использовать косвенно в виде модели научного обсуждения на семинарах. Это развивает способность студента к коллективному, мышлению и совместной выработке решения. В качестве темы игры рекомендуется установить соответствие между хорошо знакомым явлением и изученным физическим законом.
Разбор конкретных ситуаций можно использовать на семинарах, как и предыдущий метод. В качестве обсуждаемой проблемы здесь отлично выступает та или иная ситуация, имевшая место при решении научной либо научно-практической задачи. Вместе с тем такие приёмы рекомендуется применять в первую очередь с наиболее успевающими студентами (прежде всего для выявления склонности к научной работе).
Метод мультимедиа является высокоэффективным при проведении семинарских занятий. Прежде всего, следует сделать акцент на интернет-тренингах в компьютерных классах, так как это способствует более успешной адаптации студента к процедурам контрольного тестирования, широко применяемых в вузе. Вполне возможно использование компьютерных симуляций для решения дифференциальных уравнений, построения графического изображения распределения расходов, давлений, пьезометрических напоров, скоростей в потоке и т.д.
Ниже приведено распределение интерактивных технологий по видам учебных занятий.
Распределение интерактивных технологий по видам учебных занятий
| Семестр | Распределение интерактивных технологий по видам учебной работы | ||||
| Неделя | Содержание занятия | Лекции | Пракнятия | Лаб занятия | |
| 1 неделя | Общая характеристика современных котельных установок, их место и роль на промышленных предприятиях. Классификация котельных агрегатов. История развития конструкций котельных агрегатов. Состояние и перспективы развития котельных и парогенерирующих установок промышленных предприятий. Общая технологическая схема, рабочие вещества и основные элементы современной котельной установки. | 2 часа | - | РС, МД (2 часа) | |
| 2 неделя | Особенности работы котлоагрегатов в условиях промышленных предприятий. Котел как элемент технологических схем. Котел как источник загрязнения окружающей среды. Источники теплоты промышленных котельных установок. Основные виды органического топлива. Элементарный состав топлива. Теплота сгорания топлива высшая и низшая. Условное топливо. Расчет горения топлива. Стехиометрические реакции горения. | 2 часа | - | РС, МД (2часа) | |
| 3 неделя | Расход воздуха. Коэффициент избытка воздуха: теоретический и действительный. Определение объема и состава продуктов сгорания. Определение температуры горения. Материальные и тепловые балансы котельных установок при работе на газовом, жидком и твердом топливах.. | 2 часа | - | РС, МД (2часа) | |
| 4 неделя | Располагаемая и полезно затраченная теплота. Потери теплоты и их определение. Коэффициент полезного действия котла брутто и определение по прямому и обратному балансу. Изменение кпд при пониженных нагрузках. Кпд нетто | 2 часа | 2 часа | ||
| 5 неделя | Процесс горения топлива. Цепные реакции. Тепловое воспламенение. Структура и длина пламени. Стабилизация пламени. Горение различных видов топлива. Классификация, общие характеристики и показатели работы топочных устройств. Сжигания газового топлива. Подача топлива, организация смесеобразования, воспламенения и стабилизации факела. Топки, классификация горелок для газового топлива, размещение горелок, воздушные регистры, запальные устройства. Сжигание газового топлива с низкой и высокой теплотой сгорания. | ММ (2 часа) | - | 2 часа | |
| 6 неделя | Особенности и принципы сжигания жидкого топлива. Схемы распыливания топлива, мазутные форсунки и топки. Горелки мазутные комбинированные. Топки для сжигания жидкого топлива и их характеристики. Характеристики процессов горения топлива в слое. Топки для сжигания твердого топлива в плотном слое. Топки с кипящим слоем. Характеристики слоевых топок и основы их расчета. | 2 часа | - | 2 часа | |
| 7 неделя | Топки с твердым и жидким шлакоудалением. Циклонные и вихревые топки. Влияние влажности, зольности, выхода летучих и теплоты сгорания топлива на конструкцию топочной камеры. Расчетные характеристики топок для сжигания угольной пыли. Пылеугольные горелки и их расположение. Топочные устройства для сжигания производственных отходов: газовых, жидких, твердых. | 2 часа | - | 2 часа | |
| 8 неделя | Выбор и расчет топочных устройств для сжигания газового, жидкого и твердого топлив, производственных отходов. Регулирование горения при сжигании твердого, жидкого и газообразного топлив. Снижение содержания оксидов азота и серы в продуктах сгорания. Вопросы эксплуатация и охраны труда при сжигании топлива. | ММ 2 часа | 2 часа | ||
| 9 неделя | Основные элементы котельного агрегата. Принцип компоновки поверхностей нагрева по ходу продуктов сгорания. Испарительные поверхности нагрева. Конструкции топочных экранов, их характеристики и надежность работы. Схемы включения панелей экранов, условия их работы. | ММ 2 часа | - | 2 часа | |
| 10 неделя | Конвективные испарительные поверхности нагрева. Фестоны. Назначение и классификация пароперегревателей. Конвективные, радиационные и ширмовые пароперегреватели. Конструктивные схемы включения пароперегревателя в дымовой тракт. | ММ 2 часа | 2 часа | ||
| 11 неделя | Условия надежной работы. Методы и устройства регулирования температуры пара. Экономайзеры, их включение в питательные магистрали. Конструктивные схемы воздушных подогревателей. Технико-экономические пределы подогрева воды и воздуха. Характеристика тепловой схемы котла. Тепловосприятие в испарительной системе, пароперегревателе, экономайзере. | 2 часа | 2 часа | ||
| 12 неделя | Условия оптимизации тепловой схемы котла. Температура продуктов горения на выходе из топки и температура уходящих газов котла. Технико-экономический выбор конечного охлаждения газов в котле. | 2 часа | РС, МД 2 часа | ||
| 13 неделя | Подогрев воздуха и расположение воздухоподогревателя и экономайзера в газоходах котла. Примеры тепловых схем котлов с естественной циркуляцией и принудительным движением рабочего тела. | 2 часа | 2 часа | ||
| 14 неделя | Нормирование качества воды для котельных установок. Механизмы образования накипи и коррозии на поверхностях нагрева. Водный режим котлов с естественной циркуляцией.. | 2 часа | 2 часа | ||
| 15 неделя | Продувка в котлоагрегате. Ступенчатое испарение. Требования к качеству пара и его нормирование. Сепарация и промывка пара | ММ 2 часа | 2 часа | ||
| 16 неделя | Внутрибарабанные устройства. Особенности водного режима прямоточных котлов. Высокотемпературная и низкотемпературная коррозия поверхностей нагрева и методы их уменьшения. | 2 часа | - | 2 часа | |
| 17 неделя | Механизм образования отложений. Очистка поверхностей нагрева. Абразивный износ поверхностей нагрева котла. | 2 часа | 2 часа | ||
| 1 неделя | Тепловой баланс и температурный уровень топки. Теплообмен в топке. Тепловые характеристики настенных экранов. Связь тепловой работы топки с видом и характеристиками сжигаемого топлива. Температура горения. | 2 часа | 2 часа | - | |
| 2 неделя | Излучательная способность факела. Расчет теплообмена в топке. Интенсификация радиационной теплоотдачи. Теплообмен в полурадиационных и конвективных поверхностях нагрева, пути его интенсификации. | 2 часа | 2 часа | - | |
| 3 неделя | Теплообмен в полурадиационных и конвективных поверхностях нагрева, пути его интенсификации. Уравнение теплового баланса поверхности нагрева. Коэффициенты теплопередачи и выбор оптимальной скорости продуктов сгорания в конвективных газоходах. | 2 часа | 2 часа | - | |
| 4 неделя | Интенсификация радиационного и конвективного теплообмена в элементах котла. Задачи и последовательность конструкторского и поверочного расчетов котла и его элементов. Методика проведения теплового расчета котла и его элементов на ЭВМ. | 2 часа | РС, МД 2 часа | - | |
| 5 неделя | Условия надежной работы элементов котла. Общее уравнение движения пароводяной смеси в трубах. Режим, структура и характеристики потока рабочего тела. Принципиальные схемы испарительных систем. Кризисы теплообмена в парообразующих трубах. Температура стенки трубы и ее зависимость от различных условий обогрева. Гидродинамика в котельных агрегатах с естественной циркуляцией, критерии надежности естественной циркуляции. | 2 часа | РС, МД 2 часа | - | |
| 6 неделя | Основы методики расчета простых и сложных контуров циркуляции. Гидродинамика котлоагрегатов с многократно-принудительной циркуляцией, регулировочное и уравнительное шайбирование. Нестационарные режимы пароводяного тракта. | 2 часа | РС, МД 2 часа | - | |
| 7 неделя | Тепловая и гидравлическая развертка. Гидродинамика прямоточных и водогрейных котлов. Гидродинамика водяного экономайзера и пароперегревателя. Пульсация потока и меры по ее устранению. Обеспечение надежной гидродинамики в котельных агрегатах с естественной циркуляцией и принудительным движением воды и пароводяной смеси. Схемы газо-воздушного тракта котельной установки. | 2 часа | ММ 2 часа | - | |
| 8 неделя | Естественная и принудительная тяги в газовом тракте. Сопротивления при движении потоков воздуха и продуктов сгорания в элементах котла. Присосы воздуха в газовый тракт. Рециркуляция воздуха и газов. Аэродинамика топки. Основы регулирования расхода воздуха горения. Цели, задачи и методика аэродинамического расчета котельной установки. | 2 часа | ММ 2 часа | - | |
| 9 неделя | Общая характеристика, классификация и конструкции котлов. Котлы с естественной циркуляцией низкого давления и энергетические котлы. Прямоточные котлы и котлы с многократно-принудительной циркуляцией. Компоновка котлов. Котлы, работающие под наддувом. Водогрейные и пароводогрейные котлы. Котлы высоко- и низконапорные. Котлы специального назначения. Котлы прямого действия и с неводяными теплоносителями. | ММ 2 часа | 2 часа | ||
| 10 неделя | Котлы на отходящих газах, особенности их выполнения. Котлы, использующие теплоту технологического продукта. Испарительное охлаждение элементов технологических установок. Энерготехнологические агрегаты при высокотемпературных и низкотемпературных технологических процесса, при комбинированной выработке технологической и энергетической продукции. | ММ 2 часа | 2 часа | ||
| 11 неделя | Энерготехнологическое использование топлива. Подготовка к сжиганию газообразного и жидкого топлива. Системы топливоподачи. Схемы подачи газообразного и жидкого топлив. Подготовка к сжиганию твердого топлива. Основные типы систем пылеприготовления. Характеристика угольной пыли. Сушка и размол топлива. | 2 часа | 2 часа | ||
| 12 недель | Углеразмольные мельницы и элементы систем пылеприготовления. Выбор типа мельниц. Вопросы охраны труда. Назначение и требования к ограждениям газоходов котла. Каркас и обмуровка котла. Конструкции обмуровок, основы расчета. Назначение и конструкции каркаса. | ММ 2 часа | 2 часа | ||
| 13 недель | Арматура и гарнитура. Металлы, используемые в котлостроении. Условия работы металла котлов, расчет на прочность. Эксплуатационный контроль за металлом. Защита окружающей среды от вредных выбросов при работе котла. | ММ 2 часа | 2 часа | ||
| 14 недель | Очистка продуктов сгорания от твердых и газообразных примесей. Системы золо- и шлакоудаления. Классификация и конструкции золоуловителей. Удаление шлака, золы и дымовых газов из котельной. Очистка продуктов сгорания от оксидов серы и азота. | 2 часа | 2 часа | ||
| 15 недель | Эксплуатация котельных установок. Режимы работы котлов промышленных предприятий. Стационарные режимы эксплуатации, статические характеристики котлов. Нестационарные режимы работы в диапазоне допустимых нагрузок, динамические характеристики котлов. | 2 часа | 2 часа | ||
| 16 недель | Останов котла, сброс нагрузки. Растопка котла и пуск котла из различных тепловых состояний. Обслуживание котлоагрегата во время работы. Допустимые скорости сброса и наброса давления в барабанном котле. Организация управления котельной установкой. Директивные материалы по эксплуатации котлов. | 2 часа | 2 часа | ||
| 17 недель | Организация труда при работе котельных. Организация ремонтов котельной установки. Виды испытаний и требования к ним. Методика проведения испытаний. Определение основных характеристик работы котельного агрегата по результатам испытаний. | 2 часа | 2 часа | ||
| 18 недель |
Применяемые сокращения: PC - разбор конкретных ситуаций; ММ - мультимедиа.
Общее соотношение занятий, проводимых в традиционной форме и с использованием интерактивных технологий
| Семестр | Распределение нагрузки в часах по видам учебной работы | Итого аудиторной работы за семестр | ||||||
| Лекции | Лабораторные занятия | Практические занятия | ||||||
| Всего | Из них с использованием интерактивных технологий | Всего | Из них с использованием интерактивных технологий | Всего | Из них с использованием интерактивных технологий | Всего | Из них с использованием интерактивных технологий | |
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебное методическое обеспечение самостоятельной работы студентов