Учебно-методические комплексы

Подробнее

основные положения теплотехники и теплоэнергетики; назначение и свойства огнеупорных материалов; устройства и принципы действия металлургических печей; топливо металлургических печей и методику расчетов горения; закономерности процессов тепломассообмена в металлургических печах; методы расчета теплового баланса технологического процесса и оборудования; основные теплотехнические понятия; состав, назначение, устройство, конструктивные особенности, принцип действия, правила обслуживания и эксплуатации основного и вспомогательного оборудования; виды, состав и свойства огнеупорных материалов.
✓ Формируемые компетенции – общие компетенции (ОК 01, ОК 07) и профессиональные компетенции (ПК 1.1, ПК 1.4, ПК 2.1, ПК 2.4) с указанием показателей освоенности и методов оценки.
✓ Контроль и оценка результатов обучения – таблица соотнесения результатов обучения с показателями освоенности и методами оценки: оценка в рамках текущего контроля результатов выполнения индивидуальных и контрольных заданий, устного фронтального и индивидуального опроса, письменного опроса в форме тестирования, результатов выполнения практических заданий; экзамен; наблюдение за ходом выполнения курсового проекта; оценка результатов выполнения курсового проекта; оценка процесса деятельности обучающегося при выполнении курсового проекта.
✓ Формы промежуточной аттестации – экзамен, зачет. Экзаменационный билет включает три задания: первые два – теоретические вопросы, третий – решение задачи. Условие допуска – выполнение всех практических и контрольных работ, выполнение и защита курсового проекта.
✓ Информационное обеспечение обучения – перечень основной литературы (учебники по основам теплотехники и энергосиловому оборудованию), дополнительных источников (теория тепловой работы печей, термодинамика и теория теплообмена, энергетическое использование теплоты, промышленные печи, нагрев и нагревательные устройства, топливо и печи).
✓ Входной контроль – 10 заданий для определения готовности к освоению дисциплины на основе предшествующих дисциплин (математика, физика, химия): горючие вещества, химическая формула углекислого газа, раздел науки о покое тел (статика), назначение металлургических печей, решение арифметического примера, химическая формула угарного газа, поведение горячего газа (поднимается вверх), единица измерения скорости (м/с), раздел науки о движении тел (динамика), формула площади прямоугольника. Критерии оценки: 90-100% – «отлично», 80-89% – «хорошо», 60-79% – «удовлетворительно», менее 60% – «неудовлетворительно».
✓ Практические работы – 15 работ по методическим указаниям преподавателя: расчет теплоты сгорания различных видов топлива; расчет полного и неполного горения газообразного топлива; расчет движения реальных газов (ламинарное и турбулентное течение); расчет сопротивления дымового тракта печи и высоты дымовой трубы; расчет эжектора или подбор вентилятора и дымососа; расчет количества тепла, передаваемого через многослойную стенку; определение степени черноты газов и приведенного коэффициента излучения; расчет коэффициентов теплоотдачи (конвекцией, излучением, суммарного); расчет продолжительности нагрева теплотехнически «тонких» и «массивных» изделий; расчет теплообменника; расчет статей приходной и расходной частей теплового баланса печи; определение расхода топлива с использованием теплового баланса.
✓ Курсовой проект – тематика: расчет и проектирование дуговой сталеплавильной печи, доменной печи, кислородного конвертера.
✓ Тестовые задания для самоконтроля по разделам:
– Раздел 1 «Топливо металлургических печей и расчеты горения»: соответствие вида топлива и его характеристики (природный газ, доменный газ, кокс, мазут, генераторный газ); соответствие продуктов сгорания и условий горения (CO₂, CO, H₂O, SO₂, NOₓ); соответствие расчетного параметра и его формулы (теоретический расход воздуха, низшая теплота сгорания по формуле Менделеева, действительный расход воздуха, объем продуктов сгорания, коэффициент избытка воздуха); соответствие топливосжигающего устройства и вида топлива (инжекционная горелка, турбулентная горелка, форсунка, пылеугольная горелка, комбинированная горелка); соответствие вида топлива и значения теплоты сгорания; полное и неполное горение, компоненты топлива, влага в топливе, цепь взаимосвязанных элементов (CO₂ → ... → H₂O);
– Раздел 2 «Основы механики печных газов»: тепловые потоки (падающий, поглощенный, отраженный, собственный, эффективный); этапы горения жидкого топлива; геометрическое давление; схема передачи тепла через однослойную стенку; дефекты нагрева металла; соотношение между видом топлива и топливосжигающим устройством; определение тонкомолотой огнеупорной массы;
– Раздел 3 «Основы теплопередачи»: закон Фурье для теплообмена теплопроводностью; тепловое сопротивление; суммарный коэффициент теплоотдачи; определение степени черноты тела; количество тепла через трехслойную стенку; условие возможности теплообмена;
– Раздел 4 «Нагрев металла и рациональные режимы нагрева»: последовательность слоев окалины (FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃); внутренняя задача нагрева металла; классификация печей для нагрева блюмов и слябов; термические печи прокатных цехов; обезуглероживание; критерии подобия (Био, Фурье, температурный, Рейнольдса); окисление металла; типы нагрева тонкого листа; производительность печи (удельная и общая); время нагрева заготовки;
– Раздел 6 «Устройства для утилизации тепла в печах»: высота насадки теплообменника; скруббер Вентури (мокрая очистка); классификация металлургических печей по характеру процессов (теплогенераторы, теплообменники); цель охлаждения печей; фундамент печей; экономия топлива за счет утилизации; основной рабочий элемент электрофильтров (электроды); последовательность движения дымовых газов; осадительные камеры (сухая очистка).
✓ Типовые задачи – 9 типов: определение количества тепла, переданного теплопроводностью и излучением; определение времени нагрева металла; задачи по утилизации тепла; определение динамического давления и гидравлического диаметра; определение степени черноты газов; определение критериев подобия; определение количества продуктов сгорания; определение количества воздуха, необходимого для горения топлива.
✓ Критерии оценки тестов – за каждый правильный ответ 1 балл: 90-100% – «отлично», 80-89% – «хорошо», 60-79% – «удовлетворительно», менее 60% – «неудовлетворительно».
Документ ориентирован на формирование у студентов профессиональных компетенций в области теплотехники, необходимых для металлургической отрасли: умение производить расчеты процессов горения и теплообмена в металлургических печах (доменных, сталеплавильных, нагревательных), определять работоспособность оборудования, соблюдать нормы экологической безопасности, определять направления ресурсосбережения, организовывать профессиональную деятельность с соблюдением принципов бережливого производства.
Особенностью ККОС является профессионально-ориентированный подход: тестовые задания и практические работы построены на реальных производственных задачах (расчет горения различных видов топлива, используемых в металлургии – природный газ, доменный газ, кокс, мазут; расчет тепловых балансов печей; определение дефектов нагрева металла; расчет сопротивления дымового тракта); курсовой проект предполагает расчет и проектирование конкретных металлургических агрегатов (доменная печь, дуговая сталеплавильная печь, кислородный конвертер), что непосредственно связано с профессиональной деятельностью по специальности 22.02.09 Металлургия черных металлов.