Введение
Представленные Методические указания к практическим занятиям и выполнению курсовой работы/курсового проекта по дисциплине «Теплофизика», разработаны на кафедре «Комплексная безопасность в строительстве» НИУ МГСУ для обучающихся по направлению 20.03.01 Техносферная безопасность, профиль «Пожарная безопасность».
При разработке Методических указаний, автор старался учесть отличительные особенности курса «Теплофизика» для обучающихся по указанному профилю от традиционного курса «Строительной теплофизики». Это отличие выражается в рассмотрении процессов происходящих при более высоких температурах характерных для пожаров и пост пожарных ситуаций. В поле зрения автора попали также теплофизические процессы, ответственные за формирование ситуаций характерных для техногенных аварий.
Перечисленные особенности и отличия от традиционного курса «Строительной теплофизики» потребовали сформировать и рассмотреть ряд задач. Краткий перечень этих задач таков: определение температурного режима для строительных конструкций из металла, бетона и других материалов в условиях воздействия тепловых потоков от излучателя с высокой температурой и в условиях конвекции при контакте с горячими газами; охлаждение строительных конструкций и технологического оборудования в том числе резервуаров с горючими жидкостями с помощью орошения водой, в том числе тонко-распыленной.
Рассматриваются задачи с испарением криогенных горючих жидкостей. Этот процесс важен при формировании аварийных ситуаций.
Рассматривается в том числе и кипение на металлических поверхностях, когда большой вклад в теплообмен дает переходный режим, когда теплообмен уменьшается с ростом температурного напора.
Методические указания направлены на конкретную помощь в решении поставленных задач путём рассмотрения примеров решения комплексных задач теплообмена с учетом различных механизмов теплообмена, радиации, конвекции, кипения.
Основным методическим подходом выбора и осмысленный физический анализ процессов происходящих в изучаемой системе. В частности большое внимание уделено рассмотрению условия реализации теплообмена по режиму термически тонкого и термически толстого тела, а также режимам с большим числом Фурье, когда теплообмен носит регулярный характер и существует определенная связь средней температуры, которая ищется в тепловом балансе и температурой поверхности, через которую осуществляется теплообмен.
Автор надеется, что представленные Методические указания принесут пользу обучающимся в освоении курса «Теплофизика» и будут полезны при изучении таких дисциплин как «Огнестойкость строительных конструкций», «Надежность технических систем и техногенный риск».
Автор с благодарностью принимает замечания и советы по содержанию материала Методических указаний.
Общие положения
Цель и задачи
Курсовая работа является важной формой обучения и контроля знаний, умений и навыков обучающихся.
Курсовая работа выполняется на основании рабочего учебного плана и рабочей программы подготовки по данной дисциплине.
Выполнение курсовой работы по дисциплине «Теплофизика» ставит перед обучающимися следующие задачи:
систематизировать и закрепить теоретические знания в области математического моделирования взаимосвязанных термогазодинамических процессов, характеризующих в целом пожар в помещении;
развивать навыки самостоятельной работы со справочной, нормативно-технической и научной литературой, нормативно правовыми актами Российской Федерации и нормативными документами по пожарной безопасности;
развивать навыки анализа исходных данных математической модели и их влияние на динамику опасных факторов пожара;
развивать навыки систематизации полученных результатов о взаимозависимости газообмена, теплообмена и др., характеризующих развитие пожара в помещении;
развивать навыки самостоятельной научно-исследовательской деятельности по оценке пожарной опасности и уровня противопожарной защиты зданий и сооружений;
развивать навыки по оформлению результатов работы в виде текстового документа с построением графиков, таблиц, чертежной документации.
Требования к выполнению курсовой работы
Общие требования
Курсовая работа должна соответствовать ряду обязательных требований:
самостоятельность исследования;
анализ литературы по теме исследования;
логичность изложения, аргументированность выводов и обобщений;
научно-практическая значимость работы.
Вариант задания на курсовое проектирование выдается руководителем (как правило, преподаватель, ведущей занятия в данной группе).
Обучающийся составляет план-графика выполнения работы, который предусматривает определение основных этапов ее написания. План-график утверждается преподавателем, ведущим занятия по этой дисциплине.
Обучающийся должен регулярно проходить консультации у руководителя в соответствии с планом-графиком выполнения работы, предоставлять ему материал, согласовывать содержание и ход выполнения намеченных в плане-графике этапов, устранять указанные руководителем недостатки.
Курсовая работа выполняется по вариантам задания и состоит из двух разделов.
Первый раздел предусматривает расчет динамики развития опасных факторов пожара (далее – ОФП)) в помещении при помощи интегральной модели.
При выполнении второго раздела работы следует провести аналогичные расчеты при помощи зонной модели развития пожара. В этом случае расчеты проводятся при постоянном значении коэффициента теплопотерь, равном 0,55 (принимается по данным справочной литературы, при отсутствии данных может быть принят равным 0,55 [2], [3], [4]).
В завершении работы необходимо сравнить полученные значения ОФП со значениями, установленными при выполнении первой части работы и второй. Провести анализ получившихся результатов по критической продолжительности пожара.
Указания по оформлению текста
Текст пояснительной записки (далее – ПЗ) должен быть представлен в распечатанном виде. Параметры полей страницы: верхнее, нижнее – 20, левое – 30, правое – 10 мм. Текст печатается на одной стороне писчей бумаги белого цвета формата А4 (210×297 мм) в редакторе Word for Windows гарнитурой (шрифтом) Times New Roman через 1,5 (18 пт) интервала.
Основной текст должен быть набран кеглем 14 пт; дополнительный, включая таблицы, подрисуночные подписи, литературу и др. – кеглем 12 пт; головки таблиц и условные обозначений рисунков – 10 пт. Таблицы должны быть набраны в редакторе Word или Excel.
Допускается по согласованию с преподавателем выполнение текста пояснительной записки одним цветом пасты (чернил).
Нумерация страниц должна быть сквозная. Номера страниц ставятся в середине верхнего поля. Первой страницей считается титульный лист. На нем номер страницы не ставится.
Разделы должны иметь порядковые номера в пределах всего документа (части, книги), обозначенные арабскими цифрами без точки и записанные с абзацного отступа. Подразделы должны иметь нумерацию в пределах каждого раздела. Номер подраздела состоит из номеров раздела и подраздела, разделенных точкой. В конце номера подраздела точка не ставится. Разделы, как и подразделы, могут состоять из одного или нескольких пунктов.
Разделы, подразделы текста должны иметь заголовки. Заголовки должны четко и кратко отражать содержание разделов, подразделов. Заголовки следует печатать с прописной буквы без точки в конце, не подчеркивая. Переносы слов в заголовках не допускаются.
Расстояние между заголовками раздела, подраздела и текста два интервала. Каждый раздел текста ПЗ рекомендуется начинать с новой страницы.
Текст ПЗ должен быть кратким, четким и не допускать различных толкований.
В ПЗ должны применяться научно-технические термины, обозначения, и определения, единицы физических величин (СИ), их наименование, установленные стандартами, а при их отсутствии – общепринятые в научно-технической литературе.
При оформлении ссылок на литературный источник ссылка в тексте дается в квадратных скобках, где указывается номер источника по списку литературы ПЗ. При упоминании в тексте какого-либо автора работы необходимо указать сначала инициалы, фамилию, затем в квадратных скобках номер по списку литературы ПЗ.