Викладання навчальної дисципліни «Теплотехнічні процеси та установки» є отримання студентами знань, які дозволяють вирішувати такі типові задачі діяльності і проблеми: вибір типових теплотехнологічних схем виробництва цільового продукту, або розробка такої схеми згідно з технічним завданням; розробка проекту теплотехнологічної установки з використанням типового обладнання; вибір або розробка заходів, що забезпечують функціонування устаткування з найвищою ефективністю. Завдання дисципліни ‒ забезпечити необхідний рівень знань теплотехнологічних процесів, що застосовуються на підприємствах при виробництві кінцевого продукту.
Компетентності за ОПП:
ЗК1 Здатність реалізувати свої права і обов’язки як члена суспільства, усвідомлювати цінності громадянського (вільного демократичного) суспільства та необхідність його сталого розвитку, верховенства права, прав і свобод людини і громадянина в Україні.;
ЗК2 Здатність зберігати та примножувати моральні, культурні, наукові цінності і досягнення суспільства на основі розуміння історії та закономірностей розвитку предметної області, її місця у загальній системі знань про природу і суспільство та у розвитку суспільства, техніки і технологій, використовувати різні види та форми рухової активності для активного відпочинку та ведення здорового способу життя;
ЗК3 Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями;
ЗК5 Навички використання інформаційних і комунікаційних технологій;
СК12 Здатність забезпечувати захист інтелектуальної власності, готувати, оформлювати і виконувати контракти в теплоенергетичній галузі.
Програмні результати навчання за ОПП:
РН3 Розуміння міждисциплінарного контексту спеціальності «Теплоенергетика».;
РН5 Обирати і застосовувати придатні типові аналітичні, розрахункові та експериментальні методи; правильно інтерпретувати результати таких досліджень ї;
РН8 Застосовувати передові досягнення електричної інженерії та суміжних галузей при проектуванні об’єктів і процесів теплоенергетики;
РН10 Знати і розуміти технічні стандарти і правила техніки безпеки у сфері теплоенергетики.
Передумови для вивчення дисципліни
Дисциплін, які мають бути вивчені раніше: «Технічна термодинаміка», «Гідрогазодинаміка», «Тепломасообмін», «Котельні установки промислових підприємств», «Джерела теплопостачання промислових підприємств», «Системи розподілу і використання теплової енергії».
Очікувані результати навчання з дисципліни
Завдання: навчити студентів методам розрахунку та проектування теплотехнологічного обладнання промислових підприємств.
У результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен
знати: основні властивості теплоносіїв, холодильних та сушильних агентів, вимоги до них, теоретичну основу і фізичну сутність теплотехнологічних процесів, основні схеми і конструкції установок, методи теплового, конструкторського, аеро- і гідродинамічного розрахунків та проектування теплотехнологічних установок, методи раціонального використання теплоти, палива, електроенергії і вторинних енергоресурсів при здійсненні теплотехнологічних процесів;
вміти: виконувати розрахунки теплотехнологічних процесів, апаратів, установок, підбирати за довідковими даними основне і допоміжне обладнання, оцінювати теплотехнологічні процеси, апарати і установки з точки зору їх енергетичної ефективності і розробляти рекомендації для її покращення, організувати і провести дослідження процесу.
Змістовий модуль 1. Теплотехнічні процеси та установки
Тема 1. Основні види тепломасообмінних процесів. Лекція№1.
Вступ до дисципліни. Основні види промислових тепломасообмінних процесів і установок. Теплоносії. Властивості теплоносіїв. Класифікація теплоносіїв. Низько- і середньотемпературні теплоносії. Практичне заняття № 1.
Тема 2. Теплообмінні процеси і апарати. Лекція№ 2, 3.
Рекуперативні теплообмінники. Призначення, класифікація, конструктивні особливості. Методики розрахунку. Особливості розрахунку апаратів з оребренням. Теплові труби та термосифони. Апарати зі змішуванням теплоносіїв. Методи розрахунку. Регенеративні теплообмінні апарати. Конструкції та особливості розрахунків. Практичне заняття № 2. Лабораторна робота № 1.
Тема 3. Випарні установки. Лекція№ 4, 5.
Фізичні основи процесу випарювання. Способи задання складу розчину. Теплопередача в випарних апаратах. Схеми і конструкції випарних апаратів і установок. Класифікація випарних апаратів. Схеми багатоступеневих випарних установок (БВУ), їх розрахунок. Допоміжне обладнання випарних установок: конструкція, розрахунок, вибір. Практичне заняття № 3. Лабораторна робота № 2.
Тема 4. Холодильні установки. Лекція № 6, 7.
Термодинамічні основи одержання холоду. Класифікація холодильних установок. Компресорні холодильні установки. Основи розрахунку. Абсорбційні холодильні установки. Методика розрахунку основних показників. Пароежекторні холодильні установки. Теплові насоси. Практичні заняття № 4. Лабораторна робота № 3.
Тема 5. Процеси видалення вологи з матеріалів. Лекція № 8, 9.
Способи видалення вологи з матеріалів. Вологий матеріал як об’єкт сушіння. Зв’язок вологи з матеріалом. Характеристика сушильних агентів та вимоги до них. Матеріальний та тепловий баланси конвективної сушильної установки. Аналітичний і графоаналітичний методи розрахунку статики конвективного сушіння. Кінематика процесу сушіння. Періоди процесу сушіння. Основні поняття технології сушіння. Класифікація способів сушіння. Практичні заняття № 5, 6. Лабораторна робота № 4.
Тема 6. Конструкції сушильних установок. Лекція № 10.
Класифікація сушильних установок. Типи, конструкції і основні технічні характеристики сушарок. Практичні заняття № 7. Лабораторна робота № 5.
Тема 7. Установки дистиляції та ректифікації. Лекція № 11.
Дистиляційні установки. Принципові схеми ректифікаційних установок. Типи і конструкції ректифікаційних колон. Методика розрахунку числа тарілок в колоні. Матеріальний та тепловий баланси процесу ректифікації. Практичні заняття № 8.
1 Основні види промислових тепломасообмінних процесів і установок. Теплоносії. Властивості теплоносіїв. Класифікація теплоносіїв.
2 Тепловий конструкторський розрахунок кожухотрубних водо-водяних теплообмінних апаратів
3 Тепловий конструкторський розрахунок кожухотрубних паро-водяних теплообмінних апаратів
4 Тепловий конструкторський розрахунок пластинчастих газоповітряних апаратів
5 Тепловий конструкторський розрахунок регенеративних теплообмінних апаратів
6 Тепловий розрахунок випарної установки
7 Тепловий розрахунок сушильної камери
8 Тепловий розрахунок дистилятора
Частина практичних занять може проводитися в комп’ютерному класі. Розрахунки виконуються з застосуванням відповідного програмного забезпечення (програми VENT ).
1 Дослідження кожухотрубного водо-водяного теплообмінника
2 Дослідження регенеративного теплообмінного апарату
3 Дослідження роботи парокомпресійної холодильної установки
4 Дослідження видів вологи в матеріалах
5 Дослідження процесу сушіння деревини