Рабочая программа термодинамика теплопередача и гидравлика

Департамент образования Ямало-Ненецкого автономного округа
Государственное бюджетное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
Ямало-Ненецкого автономного округа
«Ямальский многопрофильный колледж»
Рабочая ПРОГРАММа
Учебной дисциплины (предмета) ОП.05 «Термодинамика, теплопередача и гидравлика»
для специальности (профессии) 20.02.04 Пожарная безопасность
Салехард 2016
Программа составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом СПО:
20.02.04 Пожарная безопасность,
Разъяснениями по формированию примерных программ учебных дисциплин начального профессионального и среднего профессионального образования на основе Федеральных государственных образовательных стандартов начального профессионального и среднего профессионального образования, утвержденными директором Департамента государственной политики
в образовании Министерства образования и науки Российской Федерации «07» мая 2014г.

РАССМОТРЕНА И ОДОБРЕНА
на заседании методической кафедры
профессий и специальностей
технического профиля
протокол №_____
от «_____»______________20__ г.
УТВЕРЖДЕНА
на заседании
научно-методического совета
протокол №_____
от «_____»______________20__ г.
Председатель
Преображенская Г.А. __________
Заместитель директора по учебной работе
Сарычева В.Н. ___________
Заведующий методической кафедрой:
___________/ О.В.Сайдашева
(подпись) Автор-составитель: С.А. Пичугин
Рецензент:
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
4
СТРУКТУРА и ПРИМЕРНОЕ содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
6
условия реализации программы учебной дисциплины
11
Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины
12
паспорт ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Термодинамика, теплопередача и гидравлика
1.1. Область применения программы
Рабочая программа учебной дисциплины является частью примерной программы подготовки квалифицированных специалистов среднего звена в соответствии с ФГОС по профессии:
20.02.04 Пожарная безопасность,
Рабочая программа учебной дисциплины может быть использована в профессиональной подготовке и повышении квалификации на базе среднего (общего) полного образования. Опыт работы не требуется.
1.2. Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: учебная дисциплина входит в обще профессиональный цикл ППССЗ.
Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины.
Освоение дисциплины направлено на обладание общими компетенциями (ОК), включающими в себя способность:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы решения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, людьми, находящимися в зонах пожара.
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.
Освоение дисциплины направлено на освоение следующих профессиональных компетенций (ПК):

ПК 1.1. Организовывать несение службы и выезд по тревоге дежурного караула пожарной части.
ПК 1.2. Проводить подготовку личного состава к действиям по тушению пожаров.
ПК 1.3. Организовывать действия по тушению пожаров.
ПК 1.4. Организовывать проведение аварийно-спасательных работ.
ПК 2.1. Осуществлять проверки противопожарного состояния промышленных, сельскохозяйственных объектов, зданий и сооружений различного назначения.
ПК 2.2. Разрабатывать мероприятия, обеспечивающие пожарную безопасность зданий, сооружений, технологических установок и производств.
ПК 2.3. Проводить правоприменительную деятельность по пресечению нарушений требований пожарной безопасности при эксплуатации объектов, зданий и сооружений.
ПК 2.4. Проводить противопожарную пропаганду и обучать граждан, персонал объектов правилам пожарной безопасности.
ПК 3.1. Организовывать регламентное обслуживание пожарно-технического вооружения, аварийно-спасательного оборудования и техники.
ПК 3.2. Организовывать ремонт технических средств.
ПК 3.3. Организовывать консервацию и хранение технических и автотранспортных средств.
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:
использовать законы идеальных газов при решении задач;
решать задачи по определению количества теплоты с помощью значений теплоемкости и удельной теплоты сгорания топлива;
определять коэффициенты теплопроводности и теплоотдачи расчетным путем;
осуществлять расчеты гидравлических параметров: напор, расход, потери напоров, гидравлических сопротивлений;
осуществлять расчеты избыточных давлений при гидроударе, при движении жидкости.
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:
предмет термодинамики и его связь с другими отраслями знаний;
основные понятия и определения, смеси рабочих тел;
законы термодинамики;
реальные газы и пары, идеальные газы;
газовые смеси;
истечение и дросселирование газов;
термодинамический анализ пожара, протекающего в помещении;
термодинамику потоков, фазовые переходы, химическую термодинамику;
теорию теплообмена: теплопроводность, конвекцию, излучение, теплопередачу;
топливо и основы горения, теплогенерирующие устройства;
термогазодинамику пожаров в помещении;
теплопередачу в пожарном деле;
основные законы равновесия состояния жидкости;
основные закономерности движения жидкости;
принципы истечения жидкости из отверстий и насадок;
принципы работы гидравлических машин и механизмов.

1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение программы дисциплины:
максимальной учебной нагрузки обучающегося_164_часа, в том числе:
обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося _102_ часа;
самостоятельной работы обучающегося _62_часа.
2. СТРУКТУРА И ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы Объем часов
Максимальная учебная нагрузка (всего) 164
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего) 102
в том числе: лекции 50
лабораторные занятия практические занятия 52 Х 2
курсовая работа (проект) (если предусмотрено) не предусмотрено
Самостоятельная работа обучающегося (всего) 62
в том числе: самостоятельная работа над курсовой
работой (проектом) (если предусмотрено) не предусмотрено
Внеаудиторная самостоятельная работа
(домашняя работа, подготовка сообщений по индивидуальным заданиям).
Индивидуальное проектное задание. 62
Консультации Итоговая аттестация в форме экзамен 2.2. Примерный тематический план и содержание учебной дисциплины: Термодинамика, теплопередача и гидравлика
Наименование разделов и тем Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работ (проект) (если предусмотрены) Объем часов Уровень освоения
1 2 3 4
Раздел 1. Термодинамика Тема 1.1.
Рабочее тело и его состояние.
1. Газ. Рабочее тело и его параметры. Виды давления, единицы измерения. Температура, температурные шкалы.
2. Уравнение состояния идеального газа.
3. Уравнение состояния реального газа.
4. Теплоёмкость. 4 2
Практическое занятие:
Практическая работа №1. Расчёты по уравнению состояния.
Практическая работа №2. Теплоёмкость газовых смесей.
Практическая работа №3. Параметры смеси газов.
Практическая работа №4. Расчёт состава смеси газов. 8 Внеаудиторная самостоятельная работа: чтение текста (конспекта, учебника, дополнительной литературы); использование компьютерной техники, Интернета.
1. Газ. Рабочее тело и его параметры. Виды давления, единицы измерения. Температура, температурные шкалы.
2. Уравнение состояния идеального газа.
3. Уравнение состояния реального газа.
4. Теплоёмкость. 6 Тема 1.2.
Законы термодинамики. 1. Первый закон термодинамики. Понятие об энтропии и энтальпии.
2. Термодинамические процессы изменения идеального газа.
3. Адиабатный и политропный процессы.
4. Круговой тепловой процесс. Второй закон термодинамики. 4 2
Практическое занятие:
Практическая работа №5. Определение направления термодинамических процессов.
Практическая работа №6. Законы термодинамики.
Практическая работа №7. Определение коэффициента полезного действия цикла. 6 Внеаудиторная самостоятельная работа: чтение текста (конспекта, учебника, дополнительной литературы); использование компьютерной техники, Интернета.
1. Первый закон термодинамики. Понятие об энтропии и энтальпии.
2. Термодинамические процессы изменения идеального газа.
3. Адиабатный и политропный процессы.
4. Круговой тепловой процесс. Второй закон термодинамики. 6 Тема 1.3.
Термодинамические процессы при пожаре. 1. Термодинамический анализ пожара, протекающего в помещении.
2. Термодинамика потоков, фазовые переходы. 2 1
Внеаудиторная самостоятельная работа: чтение текста (конспекта, учебника, дополнительной литературы); использование компьютерной техники, Интернета.
1. Термодинамический анализ пожара, протекающего в помещении.
2. Термодинамика потоков, фазовые переходы. 2 Тема 1.4.
Истечение и дросселирование газов 1. Физическая сущность истечения газов и паров через различные насадки.
2. Расчёт скорости истечения и массового расхода газов и паров.
3. Использование истечения газов и паров в практике пожарного дела. Дросселирование паров и газов. 4 2
Практическое занятие:
Практическая работа №8. Расчёт скорости истечения и массового расхода газов и паров. 2 Внеаудиторная самостоятельная работа: чтение текста (конспекта, учебника, дополнительной литературы); использование компьютерной техники, Интернета.
1. Физическая сущность истечения газов и паров через различные насадки.
2. Расчёт скорости истечения и массового расхода газов и паров.
3. Использование истечения газов и паров в практике пожарного дела. Дросселирование паров и газов. 4 Тема 1.5.
Водяной пар. 1. Парообразование. Термодинамические процессы пара.
2. Влажный воздух. Паросиловые установки. 2 1
Внеаудиторная самостоятельная работа: чтение текста (конспекта, учебника, дополнительной литературы); использование компьютерной техники, Интернета.
1. Парообразование. Термодинамические процессы пара.
2. Влажный воздух. Паросиловые установки.
Подготовка к зачёту. 2 Раздел 2. Основы теплопередачи Тема 2.1.
Теплопроводность. 1. Теплопередача. Определение коэффициентов теплопроводности и теплоотдачи расчётным путём.
2. Конвективный и лучистый теплообмен. 4 2
Практическая работа №9. Расчёт теплопроводности твёрдых поверхностей.
Практическая работа №10. Расчёт теплоотдачи.
Практическая работа №11. Решение задач по закону Фурье.
Практическая работа №12. Расчёт коэффициента теплопроводности.
Практическая работа №13. Термодинамический анализ пожара.
Практическая работа №14. Теплопроводность при нестационарном режиме.
Практическая работа №15. Теплопроводность при стационарном режиме. 14 Внеаудиторная самостоятельная работа: чтение текста (конспекта, учебника, дополнительной литературы); использование компьютерной техники, Интернета.
1. Теплопередача. Определение коэффициентов теплопроводности и теплоотдачи расчётным путём.
2. Конвективный и лучистый теплообмен. 8 Тема 2.2.
Конвекция. 1. Сущность конвективного теплообмена и факторы, определяющие его интенсивность.
2. Общие понятия теории подобия. Критериальные уравнения в общем виде. 4 2
Практическая работа №16. Расчёт конвективного теплообмена в помещении.
Практическая работа №17. Расчёт конвективного теплообмена в большом объёме. 4 Внеаудиторная самостоятельная работа: чтение текста (конспекта, учебника, дополнительной литературы); использование компьютерной техники, Интернета.
1. Сущность конвективного теплообмена и факторы, определяющие его интенсивность.
2. Общие понятия теории подобия. Критериальные уравнения в общем виде. 4 Тема 2.3.
Излучение. 1. Общие понятия и определения лучистого теплообмена. Баланс лучистой энергии.
2. Законы лучистого теплообмена: Стефана-Больцмана, Ламберта, Кирхгофа. 4 2
Практическая работа №18. Расчёт лучистого теплообмена между поверхностями. 2 Внеаудиторная самостоятельная работа: чтение текста (конспекта, учебника, дополнительной литературы); использование компьютерной техники, Интернета.
1. Общие понятия и определения лучистого теплообмена. Баланс лучистой энергии.
2. Законы лучистого теплообмена: Стефана-Больцмана, Ламберта, Кирхгофа. 4 Тема 2.4.
Термогазодинамика пожаров в помещении. 1. Термогазодинамика пожаров в помещении.
2. Теплопередача в пожарном деле. 4 2
Внеаудиторная самостоятельная работа: чтение текста (конспекта, учебника, дополнительной литературы); использование компьютерной техники, Интернета.
1. Термогазодинамика пожаров в помещении.
2. Теплопередача в пожарном деле. 2 Тема 2.5.
Теплогенерирующие устройства. 1. Топливо и основы горения.
2. Теплогенерирующие устройства. 2 1
Внеаудиторная самостоятельная работа: чтение текста (конспекта, учебника, дополнительной литературы); использование компьютерной техники, Интернета.
1. Топливо и основы горения.
2. Теплогенерирующие устройства.
Подготовка к зачёту. 2 Раздел 3. Гидравлика Тема 3.1.
Гидростатика. 1. Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля.
2. Относительный и абсолютный покой жидкости. Гидростатическое давление жидкости.
3.Измерение давления и разряжения.
4. Давление жидкости на стенку. 4 2
Практическое занятие:
Практическая работа №19. Расчёт гидростатического давления.
Практическая работа №20. Расчёт давления жидкости и сил давления на поверхность твёрдого тела. 4 Внеаудиторная самостоятельная работа: чтение текста (конспекта, учебника, дополнительной литературы); использование компьютерной техники, Интернета.
1. Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля.
2. Относительный и абсолютный покой жидкости. Гидростатическое давление жидкости.
3.Измерение давления и разряжения.
4. Давление жидкости на стенку. 6 Тема 3.2.
Гидродинамика. 1. Основные характеристики потока жидкости. Виды движения: напорное, безнапорное, установившееся.
2. Уравнение неразрывности потока.
3. Уравнение Бернулли. Энергетический, физический, гидравлический смысл уравнения Бернулли.
4. Истечение жидкости из отверстий и насадок. 4 2
Практическое занятие:
Практическая работа №21. Расчёт режима движения жидкости.
Практическая работа №22. Расчёты гидравлических параметров: напор, расход, потери напоров.
Практическая работа №23. Расчёты гидравлических параметров: скорости, гидравлических сопротивлений через отверстия и насадки.
Практическая работа №24. Теплообменные аппараты. 8 Внеаудиторная самостоятельная работа: чтение текста (конспекта, учебника, дополнительной литературы); использование компьютерной техники, Интернета.
1. Основные характеристики потока жидкости. Виды движения: напорное, безнапорное, установившееся.
2. Уравнение неразрывности потока.
3. Уравнение Бернулли. Энергетический, физический, гидравлический смысл уравнения Бернулли.
4. Истечение жидкости из отверстий и насадок. 8 Тема 3.3.
Насосы. 1. Классификация насосов и их параметры. Лопастные насосы. Центробежные насосы.
2. Объёмные насосы и их классификация. 4 2
Практическое занятие:
Практическая работа №25. Расчёт насосной установки. 2 Внеаудиторная самостоятельная работа: чтение текста (конспекта, учебника, дополнительной литературы); использование компьютерной техники, Интернета.
1. Классификация насосов и их параметры. Лопастные насосы. Центробежные насосы.
2. Объёмные насосы и их классификация. 4 Тема 3.4.
Объёмный гидропривод. 1. Определение, назначение, структурные составляющие гидроприводов.
2. Устройство управления гидроприводом. Назначение и состав гидролиний. 4 2
Практическая работа №26. Изучение устройства и принцип работы гидравлических клапанов. 2 Внеаудиторная самостоятельная работа: чтение текста (конспекта, учебника, дополнительной литературы); использование компьютерной техники, Интернета.
1. Определение, назначение, структурные составляющие гидроприводов.
2. Устройство управления гидроприводом. Назначение и состав гидролиний.
Подготовка к зачёту. 4 Максимальной учебной нагрузки обучающегося_164_часа, в том числе:
обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося _102_ часа;
лабораторно-практические работы __52__ часа;
самостоятельной работы обучающегося __62__ часа.
3. условия реализации программы дисциплины
3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Реализация программы дисциплины требует наличия учебной лаборатории термодинамики, теплопередачи и гидравлики.
Оборудование лаборатории по количеству обучающихся:
- стол ученический;
- стул ученический;
- стол учительский;
- стул учительский;
- комплект методических указаний для выполнения практических работ по «термодинамике, теплопередаче и гидравлики».
Технические средства обучения:
- компьютер с лицензионным программным обеспечением и мультимедиа проектор;
- телевизор;
- экран.
3.2. Информационное обеспечение обучения
Перечень рекомендуемых учебных изданий, интернет-ресурсов, дополнительной литературы.
Основные источники:
1.А.А. Гусев – Гидравлика. Теория и практика: учебник для вузов, 2-е изд.М.: Юрайт, 2015г.
2.В.Г. Злобин, С.В. Горбай, Т.Ю. Короткова – Техническая термодинамика, Часть1, ФГБОУВПО Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров, Санкт-Петербург 2011г.
Дополнительные источники:
1. Ю.М. Исаев, В.П. Коренев – Гидравлика и гидропневмопривод. – М.: ОИЦ «Академия», 2009г.
2. Ю.А. Кошмаров - Теплотехника.– М.: ИКЦ «Академкнига», 2007г.
3. О.Ю. Баранов, Е.В. Тархова – Термодинамика и теплопередача: Задания и методические указания к контрольной работе для слушателей 2 курса факультета заочного обучения. - Екатеринбург: Уральский институт ГПС МЧС России, 2005г.
Интернет-ресурсы:
1. Глоссарий: [Электронный ресурс]/Служба толковых тематических словарей: «EDI – Press» @ «WebMission» – Режим доступа: http://glossary.ru - Загл. с экрана, 2008-2012г.
4. Контроль и оценка результатов освоения Дисциплины
Контроль и оценка результатов освоения дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и лабораторных работ, тестирования, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий, проектов, исследований.
Результаты обучения
(освоенные умения, усвоенные знания) Формы и методы контроля и оценки результатов обучения
Умения: Решать задачи по определению состава, молекулярной массы, давления, теплоёмкости газовых смесей. Оценка отчётов по выполнению практических работ.
Использовать законы идеальных газов при решении задач. Формализованное наблюдение и письменный опрос.
Решать задачи по определению количества теплоты с помощью значений теплоёмкости и удельной теплоты сгорания топлива. Оценка отчётов по выполнению практических работ.
Определять коэффициенты теплопроводности и теплоотдачи расчётным путём. Оценка отчётов по выполнению практических работ.
Осуществлять расчёты гидравлических параметров: напор, расход, потери напоров, гидравлических сопротивлений. Оценка отчётов по выполнению практических работ.
Осуществлять расчёты избыточных давлений при гидроударе, при движении жидкости. Оценка отчётов по выполнению практических работ.
Знания: Предмет термодинамики и его связь с другими отраслями знаний. Опрос, контрольное тестирование по разделу.
Основные понятия и определения, смеси рабочих тел. Опрос, контрольное тестирование по разделу.
Реальные газы и пары, идеальные газы. Опрос, контрольное тестирование по разделу.
Законы идеальных газов. Опрос, оценка ответов на контрольные ответы при выполнении практических работ.
Газовые смеси. Опрос, оценка ответов на контрольные ответы при выполнении практических работ.
Истечение и дросселирование газов. Опрос, контрольное тестирование по теме.
Законы термодинамики. Опрос, оценка ответов на контрольные ответы при выполнении практических работ.
Термодинамику потоков, фазовые переходы, химическую термодинамику. Опрос, оценка ответов на контрольные ответы при выполнении практических работ.
Термодинамический анализ пожара, протекающего в помещении. Опрос, контрольное тестирование по теме.
Термогазодинамику пожаров в помещении. Опрос, контрольное тестирование по теме.
Теорию теплообмена: теплопроводность, конвекцию, излучение, теплопередачу. Опрос, контрольное тестирование по теме.
Теплопередачу в пожарном деле. Опрос, оценка ответов на контрольные ответы при выполнении практических работ.
Топливо и основы горения, теплогенерирующие устройства. Опрос, контрольное тестирование по теме.
Основные законы равновесия состояния жидкости. Опрос, контрольное тестирование по теме.
Основные закономерности движения жидкости. Опрос, контрольное тестирование по теме.
Принципы истечения жидкости из отверстий и насадок. Опрос, контрольное тестирование по теме.
Принципы работы гидравлических машин и механизмов. Опрос, контрольное тестирование по теме.