2
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Архангельской области
«АРХАНГЕЛЬСКИЙ ТЕХНИКУМ ВОДНЫХ МАГИСТРАЛЕЙ
имени С.Н. ОРЕШКОВА»
(ГАПОУ АО «АТВМ»)
| | УТВЕРЖДАЮ Директор ГАПОУ АО «АТВМ» _________________ В.А. Козлов «01»сентября 2020 г. |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ОП. 07 ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Архангельск, 2020
Рабочая программа учебной дисциплины «Техническая термодинамика и теплопередача» разработана в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования, утвержденным приказом Министерства образования и науки РФ от 07.05.2014 № 443 по специальности 26.02.05 Эксплуатация судовых энергетических установок, входящей в УГСН 26.00.00 Техника и технология кораблестроения и водного транспорта.
Организация – разработчик: ГАПОУ АО «Архангельский техникум водных магистралей»
Разработчики:
Рогозин Николай Александрович, преподаватель ГАПОУ АО «Архангельский техникум водных магистралей».
Рассмотрено и рекомендовано к утверждению
На заседании ПЦК № 1 от 01.09.20г.
Председатель ПЦК ________________(А.Н. Поршнев)
СОДЕРЖАНИЕ
| 1.ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ | 4 |
| 2.СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ | 6 |
| 3.УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ | 11 |
| 4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ | 12 |
1 ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОП. 07 ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
1.1. Область применения рабочей программы
Рабочая программа учебной дисциплины является частью программы подготовки специалистов среднего звена (далее-ППССЗ) в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования (далее – ФГОС СПО) по специальности 26.02.05 Эксплуатация судовых энергетических установок базовой подготовки. Квалификация техник – судомеханик.
Рабочая программа учебной дисциплины может быть использована в дополнительном профессиональном образовании и профессиональной подготовке работников в области водного транспорта; при освоении профессий рабочих в соответствии с приложением к ФГОС СПО по специальности 26.02.05 Эксплуатация судовых энергетических установок
1.2. Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы:
Учебная дисциплина относится к общепрофессиональным дисциплинам профессионального учебного цикл (ОП.07).
1.3. Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
уметь:
знать:
общие законы статики и динамики жидкостей и газов,
основные понятия теории теплообмена,
законы термодинамики,
характеристики топлив;
В результате освоенных знаний и умений развиваются общие компетенции (ОК) и профессиональные компетенции:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
ОК 6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий.
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.
ОК 10. Владеть письменной и устной коммуникацией на государственном и иностранном языке.
ПК 1.1. Обеспечивать техническую эксплуатацию главных энергетических установок судна, вспомогательных механизмов и связанных с ними систем управления.
ПК 1.2. Осуществлять контроль выполнения национальных и международных требований по эксплуатации судна.
ПК 1.3. Выполнять техническое обслуживание и ремонт судового оборудования.
ПК 1.4. Осуществлять выбор оборудования, элементов и систем оборудования для замены в процессе эксплуатации судов.
ПК 1.5. Осуществлять эксплуатацию судовых технических средств в соответствии с установленными правилами и процедурами, обеспечивающими безопасность операций и отсутствие загрязнения окружающей среды.
ПК 3.1. Планировать работу структурного подразделения.
ПК 3.2. Руководить работой структурного подразделения.
ПК 3.3. Анализировать процесс и результаты деятельности структурного подразделения.
1.4. Количество часов на освоение программы учебной дисциплины: максимальной учебной нагрузки обучающегося - 102 часа, в том числе: обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 68 часов;
самостоятельной работы обучающегося - 34 часа.
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
| Вид учебной работы | Объем часов |
| Максимальная учебная нагрузка (всего) | 102 |
| Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего) | 68 |
| в том числе: | |
| теоретические занятия | 48 |
| практические занятия | 20 |
| Самостоятельная работа обучающегося (всего) | 34 |
| Промежуточная аттестация в форме дифференцированного зачета |
2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины «Техническая термодинамика и теплопередача»
| Наименование разделов и тем | Содержание учебного материала, лабораторные и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся | Объем часов | Уровень освоения |
| 1 | 2 | 3 | |
| Раздел 1.Законы газов и жидкостей. Основные параметры состояния | 22 | |
| Тема 1.1. Основные понятия и определения | Содержание учебного материала | | |
| 1. | Введение. Предмет, содержание и задачи дисциплины. Краткая история науки и тепловых машин. | 2 | 2 |
| 2. | Рабочее тело. Уравнение состояния идеального газа. | 2 | 2 |
| 3. | Понятие о реальных газах. Величины, определяющие состояние рабочего тела. | 2 | 2 |
| 4. | Понятие газовой смеси. Закон Дальтона. Состав смеси, заданный числом молей | 2 | 2 |
| Практические занятия | | |
| 1 | Определение основных параметров состояния газа, используя единицы измерений в системе СИ | 2 |
| Самостоятельная работа обучающихся Подготовка конспекта по различным шкалам измерения температуры: Реомюра Фаренгейта Цельсия Кельвина Определение зависимостей различных шкал друг от друга | 4 | |
| Тема 1. 2. Газовая смесь. Теплоемкость газов. | Содержание учебного материала | | |
| 1. | Понятие газовой смеси. Закон Дальтона. Состав смеси, заданный числом молей. | 2 | 2 |
| 2. | Теплоемкость газа. Теплоемкость смеси газов. | 2 | 2 |
| Практические занятия | | 2 |
| 2 | Расчет параметров газообразных тел. Решение задач по теме «Теплоемкость» | 2 | 2 |
| Самостоятельная работа обучающихся Разработка реферата на тему: «Понятие смеси идеальных газов» | 2 | |
| Раздел 2.Законы термодинамики | 18 | |
| Тема 2. 1. Закон сохранения энергии. | Содержание учебного материала | | |
| 1. | Уравнение первого начала термодинамики, энтальпия | 2 | 2 |
| Самостоятельная работа обучающихся Создание презентации на тему: Невозможность создания вечного двигателя первого рода. | 2 | |
| Тема 2. 2. Термодинамические процессы газов | Содержание учебного материала | | |
| 1. | Общие понятия, изохорный, изобарный процессы | 1 | 2 |
| 2. | Изотермический, адиабатный, политропный процессы | 1 | 2 |
| Практические занятия | | |
| 3 | Исследование газовых термодинамических процессов | 2 | 2 |
| Тема 2. 3. Сущность второго начала термодинамики | Содержание учебного материала | | |
| 1. | Формулировки второго начала термодинамики | 2 | 2 |
| Практические занятия | | |
| 4 | Решение задач. Термодинамические процессы. Построение диаграмм. Применение законов Шарля, Гей-Люссака, Бойля-Мариотта в решении задач и построении графиков термодинамических процессов. | 4 |
| Самостоятельная работа обучающихся Создание презентации на тему: Невозможность создания двигателя с одним тепловым резервуаром | 4 | |
| Раздел 3. Водяные пары | 34 | |
| Тема 3.1 Общие свойства жидкостей и паров, таблицы и диаграммы | Содержание учебного материала | | |
| 1. | Основные параметры состояния жидкости и пара, пограничные кривые | 2 | 2 |
| 2. | Таблицы параметров жидкости, влажного, сухого и перегретого пара | 1 | 2 |
| 3. | T – S и h – S диаграммы | 1 | 2 |
| Практические занятия | | |
| 5 | Решение задач по теме «Свойства водяного пара. Влажность воздуха». | 2 |
| Самостоятельная работа обучающихся Определение состояния пара по h – S диаграммам и по таблицам | 2 | |
| Тема 3.2 Истечение газов и паров | Содержание учебного материала | | |
| 1. | Законы динамики жидкостей и газов. Уравнение Бернулли | 1 | 2 |
| 2. | Истечение через сопло, сопло Лаваля, диффузор | 1 | 2 |
| Практические занятия | | |
| 6 | Определение скорости и массового расхода газов через сопло | 2 |
| Самостоятельная работа обучающихся Подготовка презентации на тему: Дросселирование | 2 | |
| Тема 3.3 Термодинамические циклы пароэнергетических установок | Содержание учебного материала | | |
| 1. | Цикл Карно пароэнергетической установки | 1 | 2 |
| 2. | Цикл Ренкина пароэнергетической установки | 1 | 2 |
| Самостоятельная работа обучающихся Подготовка реферата на тему: Пути повышения экономичности цикла Ренкина | 4 | |
| Тема 3.4 Основные понятия теории теплообмена | Содержание учебного материала | | |
| 1. | Теория теплообмена | 2 | 2 |
| 2. | Способы распределения теплоты, теплопроводность, конвекция. | 2 | 2 |
| 3. | Температурное поле, температурный градиент. Коэффициент теплопроводности и его значения для различных технических материалов. | 2 | 2 |
| 4. | Теплопроводность плоской и цилиндрической стенок. Конвективный теплообмен. | 2 | 2 |
| Практические занятия | | |
| 7 | Расчет конвективного теплообмена | 2 |
| Тема 3.5 Теплопередача. Теплообменные аппараты | Содержание учебного материала | | |
| 1. | Тепловой режим теплообменных аппаратов | 2 | 2 |
| Самостоятельная работа обучающихся Подготовка опорного конспекта на тему: Определение среднего перепада температур в теплообменнике при прямотоке и противотоке | 2 | |
| Раздел 4. Циклы тепловых двигателей и процессы компрессорных машин | 26 | |
| Тема 4.1. Цикл Карно теплового двигателя | Содержание учебного материала | | |
| 1. | Значение цикла Карно в теплотехнике, к.п.д. цикла | 2 | 2 |
| Практические занятия | | |
| 8 | Исследование цикла Карно теплового двигателя | 2 |
| Самостоятельная работа обучающихся Подготовка презентации на тему: Пути увеличения термического к.п.д. прямого цикла Карно | 4 | |
| Тема 4.2. Энтропия | Содержание учебного материала | | |
| 1. | Общие понятия и определения. Изменение энтропии | 2 | 2 |
| Самостоятельная работа обучающихся Подготовка опорного конспекта на тему: Энтропия и работоспособность изолированной системы | 4 | |
| Тема 4.3. Процессы компрессорных машин | Содержание учебного материала | | |
| 1. | Процессы идеального многоступенчатого поршневого компрессора | 2 | 2 |
| Самостоятельная работа обучающихся Подготовка опорного конспекта на тему: Общие понятия о компрессорах объёмного и кинетического сжатия | 2 | |
| Тема 4.4. Термодинамические циклы ДВС и газовых турбин | Содержание учебного материала | | |
| 1. | Термодинамические циклы ДВС со смешанным подводом теплоты. Термодинамический расчёт Двигателя | 1 | 2 |
| 2. | Термодинамические циклы ДВС с изобарным подводом теплоты | 1 | 2 |
| Практические занятия | | |
| 9 | Исследование цикла ДВС со смешанным подводом теплоты | 2 |
| Самостоятельная работа обучающихся Подготовка опорного конспекта на тему: Пути увеличения термического к.п.д. цикла ДВС со смешанным подводом теплоты | 2 | |
| Тема 4.5. Характеристики топлив | Содержание учебного материала | | |
| 1. | Основные понятия. Виды топлива. | 1 | 2 |
| 2. | Процессы горения топлива. Физико-химические виды топлива. Топливо для дизелей. | 1 | 2 |
| Дифференцированный зачет | 2 | |
| Всего: | 102 | |
Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:
1. – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);
2. – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством)
3. – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач)
3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Реализация программы дисциплины требует наличия учебного кабинета технической термодинамики и теплопередачи и лаборатории судовых энергетических установок.
Оснащение учебного кабинета:
посадочные места по количеству обучающихся,
рабочее место преподавателя, оборудованное персональным компьютером со свободным программным обеспечением, подключенным к сети Internet;
настенная меловая доска;
комплект учебно-методической документации;
плакаты, стенды, контрольно-измерительные приборы, приспособления и оборудование для проведения практических занятий;
телевизор;
Оснащение лаборатории:
двигатель 64СП18/22 (Хабаровец);
двигатель Andoria 324;
стенд для проверки цилиндровых втулок на базе двигателя 3Д6;
макет двигателя 3Д6 в разрезе;
стенд для выполнения судоремонтных операций по дефектации цилиндра поршневой группы и коленчатого вала на базе двигателя Skoda S 160PNS;
стенд для регулировки тепловых зазоров
3.2. Информационное обеспечение обучения
Перечень учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы:
Основные источники:
Кудинов, В. А. Техническая термодинамика и теплопередача : учебник для среднего профессионального образования / В. А. Кудинов, Э. М. Карташов, Е. В. Стефанюк. — 4-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 454 с.
Дополнительные источники:
Ляшков, В. И. Теоретические основы теплотехники : учебное пособие / В. И. Ляшков. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : КУРС: ИНФРА, 2015. — 328 с.
Интернет ресурсы:
Физическая энциклопедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://femto.com.ua/articles/part_2/4051.html
Наука и техника [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://encyclopaedia.biga.ru/enc/science_and_technology/TERMODINAMIKA.html
Энергетика [Электронный ресурс]. – Режим доступа: Форма доступа - http://forca.ru/
4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий, устных и письменных опросов, а также выполнения обучающимися заданий самостоятельной (внеаудиторной) работы.
| Результаты обучения (освоенные умения, усвоенные знания) | Формы и методы контроля и оценки результатов обучения |
| 1 | 2 |
| уметь: | |
| выполнять термодинамический расчет теплоэнергетических устройств и двигателей | Текущий контроль: практические работы |
| знать: | |
| общие законы статики и динамики жидкостей и газов | Текущий контроль: устный и письменный опрос |
| основные понятия теории теплообмена; |
| законы термодинамики |
| характеристики топлив |
| ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес. ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество. ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность. ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития. ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности. ОК 6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями. ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий. ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации. ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности. ОК 10. Владеть письменной и устной коммуникацией на государственном и иностранном языке. ПК 1.1. Обеспечивать техническую эксплуатацию главных энергетических установок судна, вспомогательных механизмов и связанных с ними систем управления. ПК 1.2. Осуществлять контроль выполнения национальных и международных требований по эксплуатации судна. ПК 1.3. Выполнять техническое обслуживание и ремонт судового оборудования. ПК 1.4. Осуществлять выбор оборудования, элементов и систем оборудования для замены в процессе эксплуатации судов. ПК 1.5. Осуществлять эксплуатацию судовых технических средств в соответствии с установленными правилами и процедурами, обеспечивающими безопасность операций и отсутствие загрязнения окружающей среды. ПК 3.1. Планировать работу структурного подразделения. ПК 3.2. Руководить работой структурного подразделения. ПК 3.3. Анализировать процесс и результаты деятельности структурного подразделения. | Текущий контроль: практические работы, устный и письменный опрос, задания самостоятельной (внеаудиторной) работы обучающихся |
| | Промежуточная аттестация в форме дифференцированного зачета |