Характеристики учебной дисциплины

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Теплоэнергетический факультет

Кафедра тепловых энергетических установок

 

 

«Утверждаю»

Декан ТЭФ___________М. У. Зияханов

«23» июня 2017 г.

 

СИЛЛАБУС

Дисциплины

MMTU 4305  «Методы моделирования и оптимизации теплоэнергетических процессов и установок»

 

для специальности «5В071700 – Теплоэнергетика»

 

Курс                                                 4

Семестр                                           7

Всего кредитов                               2

Всего кредитов ECTS                    4

Всего часов                                     90

В том числе:

Лекции                                            15

Лабораторные занятия                  30

СРО                                                 45

В том числе:

СРСП                                              15

РГР                                                  2

Экзамен                                          

 

Алматы, 2017

Силлабус составила: к.ф.-м.н. доцент кафедры ТЭУ Борисова Н.Г на основании рабочей программы специальности 5В071700 –Теплоэнергетика.

 

Силлабус рассмотрен и одобрен на заседании кафедры «Тепловые энергетические установки» (протокол № 10 от «22» июня 2017г.)

 

Зав. кафедрой ______________ А.А. Кибарин

 

Силлабус рассмотрен и утвержден на заседании учебно-методической комиссии теплоэнергетического факультета (протокол №5 от «23» июня 2017г.)

 

1 Преподаватели:

Борисова Нина Гавриловна, к.ф. - м.н., доцент ВАК, каб. А-118,

Контакты: (8-727) 292-78-98: [email protected], [email protected]

2 Время и место проведения аудиторных занятий курса указано в расписании учебных занятий, график консультаций СРСП размещен на досках объявлений деканата теплоэнергетического факультета (Б-233) и кафедры ТЭУ (А-118).

 

Характеристики учебной дисциплины

 

3.1 Цель курса - формирование у студентов знаний, умений и навыков применения методов моделирования и оптимизации теплоэнергетических процессов, установок и систем тепловых электрических станций и промышленных предприятий.

3.2 Задачи курса – овладение студентами методами и приемами аналогового, физического и математического моделирования; выработка навыков и умения: математического моделирования процессов, аппаратов и систем теплоэнергетики; проведения вычислительного эксперимента; использования вычислительной техники и компьютерных технологий для исследования и отбора оптимальных вариантов теплоэнергетических установок и систем.

3.3 Описание курса

Дисциплина «Методы моделирования и оптимизации теплоэнергетических процессов и установок» является одной из профильных дисциплин в подготовке бакалавров по специальности 5В071700-Теплоэнергетика.

Студент, изучивший дисциплину, должен:

- иметь представление:

- об основных видах и классификации методов моделирования;

- об общих принципах, этапах и условиях создания математических моделей для теплоэнергетических и теплотехнологических установок и систем;

- об основах использования компьютерных технологий для реализации математических моделей;

- владеть:

- методами и приемами разработки математических моделей для теплоэнергетических и теплотехнологических процессов, установок и систем;

- способами алгоритмизации математических моделей;

- аналитическими и численными методами решения задач тепло - и массопередачи;

- численными методами расчета основных характеристик теплоносителей и тепло - массообменных аппаратов;

- методами оптимизации теплоэнергетических установок;

- методами расчета оптимальных теплоэнергетических систем;

- уметь:

- использовать языки высокого уровня для составления программ расчета теплоэнергетических и теплотехнологических процессов и установок;

- применять методы математического моделирования при исследовании и проектировании теплоэнергетической системы и ее элементов;

-использовать пакеты прикладных программ для моделирования и оптимизации процессов, установок и систем теплоэнергетики;

-использовать текстовые и графические редакторы, мультимедийные средства и компьютерную сеть;

- применять автоматизированные экзаменационно – обучающие компьютерные системы для самообучения и самоконтроля;

- разрабатывать и использовать информационно-справочные системы и базы данных для обеспечения моделирования теплоэнергетических объектов.

- обладать компетенциями:

- обладать навыками обращения с современной техникой, уметь использовать информационные технологии в сфере профессиональной деятельности (ОБ-2);

−уметь ориентироваться в современных информационных потоках и адаптироваться к динамично меняющимся явлениям и процессам в мировой
экономике (М-1);

− способностью демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных и специальных дисциплин и готовностью использовать полученные знания в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (СК-1);

− готовностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способностью привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (СК-2);

− готовностью участвовать в сборе и анализе исходных данных для проектирования элементов оборудования и объектов деятельности в целом с использованием нормативной документации и современных методов поиска и обработки информации (СК-7);

− способностью проводить расчеты по типовым методикам и проектировать отдельные детали и узлы с использованием стандартных средств автоматизации проектирования в соответствии с техническим заданием (СК-8);

− готовностью участвовать в разработке проектной и рабочей технической документации, оформлении законченных проектно-конструкторских работ в соответствии со стандартами, техническими условиями и другими нормативными документами (СК-9);

− способностью к проведению экспериментов по заданной методике и анализу результатов с привлечением соответствующего математического аппарата (СК-17);

3.4 Пререквизиты курса:

Дисциплины: «Математика 1,2» «Информатика», «Физика 1,2», «Химия», «Материаловедение», «Техническая термодинамика», «Механика жидкости и газа», «Тепломассообмен», «Теплоэнергетические системы и энергоиспользование», «Котельные установки и парогенераторы», «Теория и конструкция нагнетателей и тепловых двигателей», «Компьютерные технологии в теплоэнергетических расчетах», «Расчеты на персональном компьютере теплоэнергетических и теплотехнологических процессов и установок».

Дисциплина «Методы моделирования и оптимизации теплоэнергетических процессов и установок» должна читаться после изучения студентами отдельных разделов (тем): компьютерных технологий в теплоэнергетических расчетах (численные методы и их компьютерная реализация), математики (производная, дифференциал, интеграл, переменная, дифференциальные уравнения, уравнения математической физики, численные методы); физики (работа, энергия, тепловые явления, молекулярная физика, изменения состояния вещества, законы термодинамики, механики, теплового излучения); химии (элементы химической термодинамики – термодинамическое равновесие, равновесие в системах, химические реакции, тепловые эффекты); тепломассообмена (теплопроводность, теплопередача, конвективный теплообмен,тепломассообмен при фазовом переходе и химических превращениях, теплообмен излучением), механика жидкости и газа (гидрогазодинамика), а также информатики.

Постреквизиты

Профильные дисциплины: «Теплофикация и тепловые сети», «Реализация технологических процессов на ТЭС», «Эксплуатация основного оборудования ТЭС», «Вспомогательное оборудование ТЭС», «Системы автоматического управления технологическими процессами на ТЭС» выполнение дипломного проекта (работы), НИРС.

Структура и содержание дисциплины

Теоретическая подготовка

№ темы	Тема (модули, разделы, число часов)	Номер источника
1	2	3
1	Введение. Цель, основные задачи, объем и содержание курса «Методы моделирования и оптимизации теплоэнергетических процессов и установок. Политика курса. Цели и задачи моделирования и оптимизации теплоэнергетических процессов, установок и систем. Модели и виды моделирования.-2 часа.	Л.19
2	Аналоговое моделирование. ЭТА, ЭГДА, МАГА. Физическое моделирование в теплоэнергетике. Математические методы обработки результатов экспериментов. -2 часа.	Л19
3	Анализ размерностей. Критерии подобия. -2 часа.	Л 9
4	Теория подобия. Критерии подобия. Теоремы подобия. Критериальные уравнения для задач теплопроводности и конвективного теплообмена. -2 часа.	Л7
5	Математическое моделирование как основной метод решения задач оптимизации и проектирования теплоэнергетических процессов и установок. Основные виды математических моделей. Этапы разработки математической модели. Использование модульного принципа построения математических моделей. Установление адекватности моделей. -2 часа.	Л7
6	Математическое моделирование процессов тепломассопереноса в теплоэнергетике. Математическое моделирование теплофизических свойств энергоносителей, процессов кипения, конденсации, массообмена и т.п. -2 часа.	Л 2,7
7	Математическое моделирование и оптимизация тепломассообменных аппаратов. Математическое описание структуры потока в аппарате. Модели идеального смешения и идеального вытеснения Диффузионная модель. Ячеечная модель. -1 час.	Л 5
8	Математическое моделирование процессов в основном оборудовании ТЭС. Численные методы расчета процесса расширения пара в ступени турбины и в турбине в целом, паротурбинной установки с системой регенерации, горения в котельном агрегате, равновесного состава продуктов сгорания и т.п. – 1 час.	Л 5
9	Математическое моделирование и оптимизация систем теплоэнергоснабжения промышленных предприятий. Имитационные модели систем теплоэнергоснабжения промышленных предприятий (СТЭПП) и их особенности. Автоматизация математического моделирования СТЭПП. – 1 час.	Л 7

 

 

Практическая подготовка