Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДАЮ: Проректор-директор ЭНИН Боровиков Ю.С. «____» _____________ 2012 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В КРИОГЕННЫХ СИСТЕМАХ НАПРАВЛЕНИЕ ООП: 011200 Физика ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ: 010700.32 Физика и техника низких температур ^ магистр БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г. КУРС 2; СЕМЕСТР 3 КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 2 ПРЕРЕКВИЗИТЫ: Б.1.0 Химия, Б.2.0 Экология, Б.3.0 Информационные технологии, Б.4.0 Теоретическая механика, Б.5.0 Физика, Б.5.1 Физика 1, Б.5.2 Физика 2, Б.5.3 Физика 3, Б.6.0 Математика КОРЕКВИЗИТЫ: Б.4.0 Механика жидкости и газа, Б.6.0 Безопасность жизнедеятельности, Б.7.0 Материаловедение, Б.8.0 Основы технологии машиностроения, Б.9.0 Техническая механика, Б.9.1 Сопротивление материалов, Б.9.2 Теория машин и механизмов, Б.9.3 Детали машин и основы проектирования, В.1.0 Гидравлические машины и гидропневмопривод, В.1 Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств ^
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ: Очная ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: Зачет в 3 семестре ^ ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ: зав. каф. ТПТ, д. ф.-м. н., ____________ профессор Г.В. Кузнецов РУКОВОДИТЕЛЬ ООП: зав. каф. ТПТ, д. ф.-м. н., ____________ профессор Г.В. Кузнецов ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: профессор зав. каф. ТПТ, ___________ д. ф.-м. н., Б.В.Борисов 2012 г. ^ В результате освоения данной дисциплины магистр приобретает знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение Ц1, Ц2 и Ц5 основной образовательной программы «Физика». Дисциплина нацелена на подготовку магистра к: – проектной, сервисно-эксплуатационной, организационно-управленческой и экспертно-надзорной видам деятельности, связанным с анализом процессов тепломассопереноса в криогенных системах и низкотемпературной изоляции, составлением физико-математических моделей нестационарных теплогидравлических процессов в криогенных трубопроводах, криорезервуарах, системах охлаждения сверхпроводящих устройств. ^ Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла (ПЦ.В) учебного плана (ПЦ.В.1.2.0). Она непосредственно связана с другими дисциплинами профессионального цикла («Безопасность жизнедеятельности», «Надежность технических систем и техногенный риск», «Организация и ведение аварийно-спасательных работ», «Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг», «Малоотходные и ресурсосберегающие технологии»). Кореквизитами для дисциплины «Термодинамика» являются дисциплины профессионального цикла «Механика жидкости и газа», «Безопасность жизнедеятельности», «Материаловедение», «Основы технологии машиностроения», «Техническая механика», «Сопротивление материалов», «Теория машин и механизмов», «Детали машин и основы проектирования», «Гидравлические машины и гидропневмопривод», «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств» Она непосредственно связана с дисциплинами естественнонаучного и математического цикла «Химия», «Экология», «Теоретическая механика», «Физика», «Математика» и опирается на освоенные при изучении данных дисциплин знания и умения. ^ В результате освоения дисциплины студент должен самостоятельно выполнять расчетные работы, связанные с созданием и анализом работы криотехники для успешной работы в коллективах по разработке, проектированию и эксплуатации криогенных систем. В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции: ^ – способность работать самостоятельно (ОК-8); – способность принимать решения в пределах своих полномочий (ОК-9); – способность к абстрактному и критическому мышлению, исследованию окружающей среды для выявления ее возможностей и ресурсов, способность к принятию нестандартных решений (ОК-12); – демонстрировать понимание сущности и значения информации в развитии современного общества, владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации; использование современных технических средств и информационных технологий для ведения практической инновационной инженерной деятельности в области защиты окружающей среды (ОК-13). 2. Профессиональные – способность ориентироваться в перспективах развития техники и технологии защиты человека и природной среды от опасностей техногенного и природного характера (ПК-1); – способность использовать методы расчетов элементов технологического оборудования по критериям работоспособности и надежности (ПК-5); – способность принимать участие в организации и проведении технического обслуживания средств защиты (ПК-7); – способность ориентироваться в основных методах и системах обеспечения техносферной безопасности, обоснованно выбирать известные устройства, системы и методы защиты человека и природной среды от опасностей (ПК-8). – готовность к выполнению профессиональных функций при работе в коллективе (ПК-10); – готовность использовать знания по организации охраны труда, охраны окружающей среды и безопасности в чрезвычайных ситуациях на объектах экономики (ПК-12); – способностью контролировать состояние используемых средств защиты, принимать решения по замене (регенерации) средства защиты (ПК-18); – Способность анализировать механизмы и характер воздействия технологических процессов основных отраслей промышленности на окружающую среду и взаимосвязь между их изменением и изменением воздействия на окружающую среду. Умение применять информацию, полученную в результате анализа при принятии технических и управленческих решений (ПК-1 – ПК-18). После изучения данной дисциплины бакалавры приобретают знания, умения и опыт, соответствующие результатам основной образовательной программы: Р2, Р6, Р5, Р6, Р7, Р8. Соответствие результатов освоения дисциплины «Теплофизические процессы в криогенных системах» формируемым компетенциям ООП представлено в таблице. Таблица 1. ^
*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций представлена в Основной образовательной программе подготовки бакалавров по направлению 280200 «Техносферная безопасность». ^ 4.1. Аннотированное содержание дисциплины 4.1 Содержание теоретических разделов дисциплины «Теплофизические процессы в криогенных системах» (36 часов): Лекция 1 (2 часа) Предмет курса, его место и роль при подготовке инженеров-физиков. Связь с другими отраслями знаний. Основные исторические этапы становления, роль в научно – техническом прогрессе, развитии новой техники и технологии, решении проблемы экономии энергетических ресурсов, защиты окружающей среды. ^ Основные задачи курса Терминология. Основные типы изоляции: насыпная, газонаполненная, вакуумная, вакуумно-порошковая, экранно-вакуумная. ^ Особенности теплопереноса. Влияние конструктивных и режимных параметров на тепловой поток. Технология изолирования. Лекция 4 (2 часа) Особенности термодинамических состояний и процессов при низких температурах. ^ Основные уравнения движения потока. Уравнения теплопроводности стенки. Лекция 6 (2 часа) Одномерные и двумерные модели. Линеаризация уравнений динамики. ^ Учет сжимаемости. Аксиальная теплопроводность охлаждаемого стержня. Теория гидроудара. Теплогидравлическая неустойчивость. ^ Стационарные режимы, оптимальная скорость. Лекция 9 (2 часа) Переходные процессы в трубопроводах. Захолаживание и заполнение трубопроводов жидкостью. ^ Основы термодинамики открытых однофазных и двухфазных систем. Лекция 11 (2 часа) Хранение и транспортирование криожидкостей с открытым и закрытым дренажем. ^ Явления стратификации и вскипания. Опорожнение резервуара. Лекция 13 (2 часа) Явления стратификации и вскипания. Опорожнение резервуара. (продолжение). ^ Расчет процесса наддува по различным моделям. Лекция 15 (2 часа) Расчет испарителя наддува. Лекция 16 (2 часа) Захолаживание и заполнение резервуара жидкостью. ^ Различные модели процесса заполнения резервуара криожидкостью. Лекция 18 (2 часа) Оценка эффективности режимов заполнения. ^ Таблица 2. Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения
^ Распределение компетенций по разделам дисциплины Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения по основной образовательной программе, формируемых в рамках данной дисциплины и указанных в пункте 3. Таблица 3. ^
^ При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов учебной работы с методами и формами активизации познавательной деятельности бакалавров для достижения запланированных результатов обучения и формирования компетенций. Таблица 4. ^
Для достижения целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:
^ 6.1 Текущая СРС, направленная на углубление и закрепление знаний студента, развитие практических умений, содержит следующие виды работ:
^
^ , ориентированная на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных и профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала студентов, включает следующие виды работ по основным проблемам курса:
^ Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей. ^ Список основной и дополнительной литературы, перечень программного обеспечения указаны в разделе 9 данной рабочей программы. ^ Оценка успеваемости студентов осуществляется по результатам:
Оценка успеваемости студентов осуществляется по результатам:
Итоговым контролем является зачет в 4 семестре. Итоговый контроль результатов оценивается по суммарному баллу за семестр по условию: «отлично» – более 85 баллов; «хорошо» – 71–85 баллов; «удовлетворительно» – 60–70 баллов. Итоговым контролем является зачет в 6 семестре. Итоговый контроль результатов оценивается по суммарному баллу за семестр по условию: «зачтено» > 60. ^ Первый блок вопросов
Второй блок вопросов.
Третий блок вопросов
^ В соответствии с рейтинговой системой текущий контроль производится ежемесячно в течение семестра путем балльной оценки качества усвоения теоретического материала (ответы на вопросы) и результатов практической деятельности (решение задач, выполнение заданий, решение проблем). Промежуточная аттестация (зачет) производится в конце семестра также путем балльной оценки. Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов текущей оценки в течение семестра и баллов промежуточной аттестации в конце семестра по результатам зачета. Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам (60 – текущая оценка в семестре, 40 – промежуточная аттестация в конце семестра). 9. Учебно-методическое и информационное обеспечение модуля (дисциплины) Основная литература:
Дополнительная литература:
Программное обеспечение и Internet-ресурсы: http://www.gaudeamus.omskcity.com/ http://lord-n.narod.ru/ http://techlibrary.ru/ http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-4/index.htm http://solidstate.karelia.ru/~KOF/OLD/kse-pact/lectures/index.html http://www.k204.ru/uchebniki.htm http://tgv.khstu.ru/lib/learn/kniga.php http://ihtik.lib.ru/ http://library.khstu.ru/ruslan.php http://ingenerov.net http://www.msuee.ru/html2/med_gidr/l3_4.html http://twt.mpei.ru http://teplofizika.narod.ru/Sprawka.htm http://www.energosoft.info/new_knigi.html http://www.fptl.ru/Chem%20block_spravo4nik.html http://www.enek.ru www.procae.ru http://www.chuvsu.ru ^ При изучении основных разделов дисциплины используются технические средства и оборудование кафедры ТПТ. Практические занятия и самостоятельная работа студентов обеспечены современной лабораторной базой, вычислительной техникой, позволяющей проводить исследования процессов на современном уровне в соответствии с требованиями ООП. Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС-2010 по направлению «Машиностроение». Программа одобрена на заседании кафедры ТПТ ЭНИН (протокол № ____ от «___» _______ 2012 г.). Автор: Борисов Б.В. стр. из
|