Рабочая программа дисциплины

Энергетические машины и установки

Рабочая программа дисциплины для слушателей дополнительного
профессионального образования по специальности
140503 «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели» со специализацией «Эксплуатация, модернизация, ремонт турбин
и турбинного оборудования»

Брянск 2010

УДК 621.431

Энергетические машины и установки: рабочая программа дисциплины и контрольные задания для слушателей дополнительного профессионального образования по специальности 140503 «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели» со специализацией «Эксплуатация, модернизация, ремонт турбин и турбинного оборудования». – Брянск: БГТУ, 2010. – 18 с.

Разработал: В. Т. Перевезенцев, канд. техн. наук, доц.

Рекомендовано кафедрой «Тепловые двигатели» БГТУ

(протокол №1 от 9.09.10)

Редактор издательства Л.Н. Мажугина

Компьютерный набор М.А. Шилин

Темплан 20 г., п.

Подписано в печать . . Формат 60х84 1/16 Бумага офсетная. Офсетная печать. Усл. печ. л. Уч. изд. л. Тираж экз. Заказ Бесплатно

Издательство Брянского государственного технического университета

241035 Брянск, бульвар имени 50-летия Октября, 7, тел. 58-82-49

Лаборатория оперативной полиграфии БГТУ, ул. Институтская 16

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Энергетические машины и установки» имеет большое значение при подготовке специалистов в области тепловых двигателей, на которых базируется современная энергетика.

Прогресс в двигателестроении и энергетике обусловливает необходимость формирования у студентов знаний о современном уровне развития энергетических машин и установок, конструкциях основных видов двигателей, а также инженерных экспериментальных методов их исследования.

Целью изучения дисциплины является:

ознакомление с теоретическими основами и принципами действия энергетических машин различных типов, используемых в энергетическом хозяйстве промышленных предприятий;

изучение принципов конструктивного оформления этих машин, методов их расчета и конструирования, характерных режимов и технико-экономических показателей их работы;

приобретение знаний о задачах исследования энергетических машин и установок, а также методах теории подобия и границах применимости результатов экспериментальных данных.

Изложение материала дисциплины базируется на знании таких общетехнических и общепрофессиональных дисциплин, таких как «Высшая математика», «Физика», «Механика жидкости и газа», «Техническая термодинамика».

Дисциплина изучается в 1-м семестре, зачет и экзамен проводятся во 2-м семестре.

При изучении дисциплины студентам предлагается выполнить рефераты.

Знания, полученные в результате освоения дисциплины «Энергетические машины и установки», могут использоваться при выполнении квалификационной работы и в дальнейшей практической инженерной деятельности.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Энергетические машины и установки»

Программа дисциплины содержит следующие основные разделы:

1. Энергетика и развитие общества. Топливно-энергетические ресурсы и их использование. Проблемы развития энергомашиностроения.

2. Классификация двигателей, энергетических машин и установок по энергетическому и конструктивному признакам.

3. Циклы тепловых двигателей.

4. Паротурбинные установки.

5. Газотурбинные установки.

6. Реактивные двигатели.

7. Двигатели внутреннего сгорания.

8. Пути повышения эффективности энергетических машин и установок.

Ориентировочно затраты времени на изучение дисциплины составляют 100 часов, из которых 4 часа приходится на установочные лекции и 10 часов на обзорные. В течение 1-го семестра, кроме прослушивания лекционного курса, слушатели по результатам самостоятельной работы сдают контрольную работу (реферат), зачет и экзамен.

Самостоятельное изучение дисциплины «Энергетические машины и установки» заочниками проводится по учебникам, методическим указаниям, периодической и информационной литературе, рекомендуемой данной программой.

В период лабораторно-экзаменационной сессии читаются установочные лекции, в которых сообщаются сведения об основных разделах дисциплины, рассматриваются наиболее сложные вопросы, даются методические указания по изучению дисциплины.

Для лучшего усвоения изучаемый материал рекомендуется конспектировать. Конспект должен быть кратким и содержать основные положения изучаемой темы со схемами, эскизами, выводами, формулами, примерами расчетов.

При затруднениях, возникших при усвоении материала, следует обратиться за консультацией на кафедру «Тепловые двигатели».

1. Тематический план работы по изучению дисциплины

№ п/п	Тема	Распределение часов
Всего	Лекций	Самост. раб.	Контр. зад. (реферат)
	Установочные и обзорные лекции			–	–
	Введение. Исторический обзор. Энергетика и развитие общества. Топливно-энергетические ресурсы и их использование		–		–
	Классификация двигателей, энергетических машин и установок по энергетическому и конструктивному признакам. Области применения различных машин. Проблемы развития энергомашиностроения		–		–
	Основные потребители тепловой и электрической энергии. Технологии централизованного и комбинированного производства электроэнергии и тепла. Тепловая электрическая станция как пример применения тепловых двигателей		–		–
	Циклы тепловых двигателей. Теоретические циклы тепловых двигателей. Циклы паросиловых, газотурбинных, поршневых, реактивных двигателей		–		–
	Принцип преобразования энергии на примере теплового двигателя (турбинной осевой ступени). Общее представление об активных и реактивных турбинах, о турбинной ступени радиального типа		–		–
	Турбина – один из видов тепловых двигателей. Схема ступени турбины, сопла.		–		–
	Относительный КПД на рабочих лопатках ступени. Внутренняя мощность ступени. Относительный внутренний КПД. Процесс расширения рабочего тела в турбинной ступени в is-диаграмме		–		–
	Многоступенчатая паровая турбина: схема, изменение давления, абсолютной скорости пара и вращающего момента по проточной части; процесс расширения пара в is-диаграмме, КПД		–		–
	Установки для получения холода и кондиционирования		–		–

№ п/п	Тема	Распределение часов
Всего	Лекций	Самост. раб.	Контр. зад. (реферат)
	Компрессоры, нагнетатели, насосы		–		–
	Двигатели внутреннего сгорания		–		–
	Общие принципы в устройстве ДВС. Конструкции ДВС. Нагрузочные и другие характеристики		–		–
	Парогазотурбинные установки. Циклы и тепловые схемы ПГУ. Сравнение циклов ПГУ и ГТУ		–		–
	Пути повышения эффективности энергетических машин и установок. Влияние энергетических машин и установок на окружающую среду		–		–
	Выполнение контрольной работы (реферата)		–	–
	Итого

Содержание дисциплины

Тема 1. Введение. Исторический обзор. Энергетика и развитие общества. Топливно-энергетические ресурсы и их использование
(2 часа)

Цель, содержание и объем курса. Определение роли энергетических машин и установок в развитии промышленности государства. Понятие энерговооруженности как важнейшей характеристики экономического потенциала страны. История создания и развития тепловых двигателей. Оценка запасов и использования российских и мировых топливно-энергетических ресурсов.

Тема 2. Классификация двигателей, энергетических машин и установок по энергетическому и конструктивному признакам. Области применения различных машин. Проблемы развития энергомашиностроения (2 часа)

Понятие теплового двигателя. Общие принципы действия тепловых двигателей. Область использования и уровни мощностей ПГУ, ГТУ, ДВС, РД. Основные преимущества и недостатки различных тепловых двигателей.

Литература

[1, с. 251–415]

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение тепловому двигателю.

2. Назовите типы тепловых двигателей.

3. Назовите области применения различных типов тепловых двигателей.

4. Дайте сравнительную характеристику видам тепловых двигателей.

Тема 3. Основные потребители тепловой и электрической энергии. Технологии централизованного и комбинированного производства электроэнергии и теша. Тепловая электрическая станция как пример применения тепловых двигателей (2 часа)

Степень потребления тепловой и электрической энергии предприятиями. Энергосберегающие технологии. Особенности устройства ТЭС. Основные составляющие ТЭС. Возможные пути повышения экономичности работы ТЭС.

Литература

[1, с. 525–557]

Вопросы для самопроверки

1. Опишите принцип работы ТЭС.

2. Перечислите основные элементы ГЭС.

3. Какие вы знаете энергосберегающие технологии?

4. Обоснуйте необходимость внедрения энергосберегающих технологий в промышленности.