Технічна термодинаміка

Мета вивчення дисципліни:
Сформувати фундаментальні знання про закони термодинаміки, властивості робочих тіл та принципи роботи енергетичних установок, що є основою теплотехнічних процесів сучасної енергетики. Забезпечити розуміння фізичних процесів у паротурбінних циклах, системах теплопостачання та теплоенергетичних комплексах. Розширити отримані знання здобувачів, надавши їм уміння аналізувати енергетичні процеси, оцінювати ефективність енергетичних установок і виконувати інженерні розрахунки теплотехнічних систем.

Практичне значення та використання отриманих знань:
Знання з технічної термодинаміки є базою для подальшого опанування дисциплін, пов’язаних із теплотехнікою, енергетичними установками, їх експлуатацією, енергетичним аналізом та питаннями безпеки. Набуті компетентності дозволяють здійснювати термодинамічні розрахунки енергетичних систем, оцінювати ефективність теплообмінного обладнання, проводити аналіз енергетичних циклів і обґрунтовувати режими роботи технологічних систем.
Отримані знання мають важливе прикладне значення для майбутньої професійної діяльності, зокрема під час експлуатації, модернізації та підвищення ефективності енергетичних установок, а також у процесі контролю та діагностики їх теплотехнічних процесів.
Тематика та види навчальних занять
Лекційні заняття

Лекція 1. Вступ до технічної термодинаміки.
Лекція 2. Основні поняття, параметри та стани робочих тіл.
Лекція 3. Перший закон термодинаміки для закритих та відкритих систем.
Лекція 4. Другий закон термодинаміки і показники ефективності.
Лекція 5. Термодинамічні властивості робочих речовин.
Лекція 6. Вологе повітря та психрометрія.
Лекція 7. Вступ до термодинамічних циклів теплових машин.
Лекція 8. Ідеальний цикл Карно та його роль у теплотехніці.
Лекція 9. Цикл Отто.
Лекція 10. Цикл Дізеля та комбінований цикл.
Лекція 11. Паросиловий цикл Ренкіна.
Лекція 12. Модифікації циклу Ренкіна.
Лекція 13. Сучасні та комбіновані цикли теплових машин.
Лекція 14. Цикли холодильних машин та теплових насосів.
Лекція 15. Термодинамічний аналіз енергетичних установок.

Лабораторні заняття

Лабораторне заняття 1. Визначення основних параметрів робочих тіл та побудова термодинамічних діаграм.
Мета заняття: Ознайомлення з параметрами робочих тіл і побудова термодинамічних діаграм для аналізу систем.
Лабораторне заняття 2. Дослідження першого закону термодинаміки для закритих та відкритих систем.
Мета заняття: Вивчення енергетичного балансу та визначення теплових і механічних ефектів у системах.
Лабораторне заняття 3. Визначення ентропії та аналіз показників енергоефективності.
Мета заняття: Оцінка змін ентропії та ефективності процесів у електромеханічних і енергетичних системах.
Лабораторне заняття 4. Дослідження властивостей робочих речовин (ідеальні та реальні гази, холодоагенти)
Мета заняття: Вивчення властивостей робочих речовин та вибір ефективних і безпечних агентів.
Лабораторне заняття 5. Аналіз циклу Отто.
Мета заняття: Ознайомлення з термодинамікою циклу Отто та оцінка його ефективності для ДВЗ.
Лабораторне заняття 6. Аналіз циклу Дізеля.
Мета заняття: Дослідження циклу Дізеля і порівняння характеристик газових циклів для енергетичних установок.
Лабораторне заняття 7. Аналіз циклів холодильних машин та теплових насосів.
Мета заняття: Оцінка роботи холодильних машин і теплових насосів та визначення їх енергетичної ефективності.

Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
Індивідуальна робота

Розрахунково-графічна робота.
Мета розрахунково-графічної роботи – набуття практичних навичок проведення теплотехнічних розрахунків циклу паросилової установки, закріплення теоретичних знань. Здобувач отримує завдання в третьому в семестрі.
Змістовна послідовність виконання роботи.
1. Призначення і принципи роботи теплоенергетичних установок.
2. Побудова базового циклу Ренкіна.
3. Тепловий розрахунок базового циклу Ренкіна.
4. Пошук оптимальних параметрів роботи для забезпечення максимальної ефективності циклу ПСУ
Захист розрахунково-графічної роботи – протягом останнього навчального тижня семестру

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Поточний контроль полягає у виконанні:
Поточний контроль
1. Виконання 7-ми лабораторних робіт. Лабораторні роботи виконуються письмово відповідно до мети та завдань. Бездоганне виконання лабораторної роботи оцінюється у 4 бали.
2. Виконання розрахунково-графічної роботи (РГР) за індивідуальним завданням. Бездоганне виконання РГР оцінюється у 22 бали.
3. Проведення двох модульних контрольних робіт, що складаються з теоретичної та практичної частин, проводяться у формі комп’ютерного тестування. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи оцінюється у 25 балів.
Підсумковий контроль
Залік. Максимальна оцінка – 100 балів.
Оцінювання результатів навчання з дисципліни здійснюється за накопичувальною системою, яка дає можливість здобувачеві протягом семестру отримати максимально 100 балів.
Мінімальна оцінка, яка дозволяє отримати «зараховано» – 60 балів.