РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

"Ростовский государственный университет путей сообщения"

(ФГБОУ ВО РГУПС)

  УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе - начальник учебно-методического управления М.А. Кравченко

30.06.2019 г.
"Для размещения в ЭИОС настоящая РПД подписана
с использованием простой электронной подписи"

Кафедра "Теплоэнергетика на железнодорожном транспорте"

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ

1Б.Ф "Техническая термодинамика"

по Учебному плану

бакалавриата по направлению подготовки

13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Профильная направленность

Электромеханика

Квалификация выпускника "Бакалавр", ФГОС ВО 3++

Ростов-на-Дону

2019 г.

 



 






Автор-составитель Кууск Анатолий Борисович предлагает настоящую Рабочую программу дисциплины 1Б.Ф "Техническая термодинамика" в качестве материала для проектирования Образовательной программы РГУПС и осуществления учебно-воспитательного процесса по федеральному государственному образовательному стандарту высшего образования.

Рабочая программа дисциплины рассмотрена на кафедре "Теплоэнергетика на железнодорожном транспорте".





Экспертизу Рабочей программы дисциплины провел(а):

д.т.н., проф. Булыгин Юрий Игоревич, профессор кафедры "Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды" , ДГТУ.





Рекомендуемое имя и тип файла документа:
1БФ_Техническая т_Б_13.03.02_во_4_ТЖТ_и47462.doc


Наименование, цель и задача дисциплины

Дисциплина "Техническая термодинамика".

Учебный план по Образовательной программе утвержден на заседании Ученого совета университета от 29.03.2019 № 10.

Целью дисциплины "Техническая термодинамика" является подготовка в составе других дисциплин блока "Блок 1 - Дисциплины (модули)" Образовательной программы в соответствии с требованиями, установленными федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования для формирования у выпускника общепрофессиональных компетенций, способствующих решению профессиональных задач в соответствии с типом задач профессиональной деятельности, предусмотренным учебным планом и профильной направленностью "Электромеханика".

Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:

подготовка обучающегося по разработанной в университете Образовательной программе к успешной аттестации планируемых результатов освоения дисциплины;

подготовка обучающегося к освоению дисциплины "Тепломассообмен";

подготовка обучающегося к прохождению практики;

подготовка обучающегося к защите выпускной квалификационной работы;

развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.


Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине, соотнесенных с планируемыми результатами освоения Образовательной программы

Планируемые результаты обучения по дисциплине Установленные ОП компетенции и индикаторы их достижения
ОПК-1 - Способен осуществлять поиск, обработку и анализ информации из различных источников и представлять ее в требуемом формате с использованием информационных, компьютерных и сетевых технологий

Знает: законы сохранения и превращения энергии применительно к системам передачи и трансформации теплоты, калорические и переносные свойства веществ применительно к рабочим телам тепловых машин и теплоносителям, термодинамические процессы и циклы преобразования энергии, протекающие в теплотехнических установках

Умеет: термодинамический анализ циклов тепловых машин с целью оптимизации их рабочих характеристик и максимизации КПД

Имеет навыки: основами термодинамического анализа рабочих процессов в тепловых машинах, определения параметров их работы,тепловой эффективности; основами термодинамического анализа рабочих процессов в тепловых машинах, определения параметров их работы, тепловой эффективности

Индикатор:
ОПК-1.1 - Алгоритмизирует решение задач и реализует алгоритмы с использованием программных средств

Место дисциплины 1Б.Ф "Техническая термодинамика" в структуре Образовательной программы

Дисциплина отнесена к Блоку 1Б Образовательной программы. Дисциплина входит в состав части, формируемой участниками образовательных отношений (Ф).

Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям обучающегося, необходимым для изучения данной дисциплины, соответствуют требованиям по результатам освоения предшествующих дисциплин : "Физика", практики.

Нормативный срок освоения Образовательной программы по очной форме обучения – 4 года. Наименование формы и срока обучения из базы данных РГУПС (вид обучения): 4 года очное бакалавриат.

Обозначение-аббревиатура учебных групп, для которых данная дисциплина актуальна: .

Дисциплина реализуется в 4 семестре.

Объем дисциплины в зачетных единицах с указанием количества академических часов, выделенных на контактную работу обучающихся с преподавателем (по видам учебных занятий) и на самостоятельную работу обучающихся

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Общая трудоемкость данной дисциплины 4 зачетные единицы (144 часа), в том числе контактная работа обучающегося с преподавателем (КРОП) 48 часов.

Виды учебной работы Всего часов КРОП, часов Число часов в семестре
4
Аудиторные занятия всего и в т.ч. 48 48 48
Лекции (Лек) 16 16 16
Лабораторные работы (Лаб)      
Практические, семинары (Пр) 32 32 32
       
Самостоятельная работа (СРС), всего и в т.ч. 60   60
Контрольная работа (К)      
Реферат (Р)      
Расчетно-графическая работа (РГР)      
Курсовая работа (КР)      
Курсовой проект (КП)      
Самоподготовка 60   60
Контроль, всего и в т.ч. 36   36
Экзамен (Экз) 36   36
Зачет (За)      
Общая трудоемкость, часы 144 48 144
Зачетные единицы (ЗЕТ) 4   4

Содержание дисциплины, структурированное по темам (разделам) с указанием отведенного на них количества академических часов и видов учебных занятий

Содержание дисциплины

Семестр № 4

1. Основные понятия. (Компетенция/и ОПК-1)

1.1. . Основные понятия технической термодинамики: 1) Термодинамическая система 2) параметры состояния. 3) Первый и второй закон термодинамики.

1.2. Свойства идеальных газов: 1) Уравнение состояния идеального газа 2) Смеси идеальных газов.

2. Теплоемкость. Основные термодинамические процессы идеальных газов. (Компетенция/и ОПК-1)

2.1. Изохоный, изобарный ,изотермный и адиабатный процессы идеальных газов: Соотношение параметров в процессах Определение изменения внутренней энергии, количества теплоты и работы.

2.2. политропный процесс: Определение изменения внутренней энергии, количества теплоты и работы.

3. Свойства реальных газов ( на примере водяного пара ). (Компетенция/и ОПК-1)

3.1. Диаграммы v-p,s-T,s-h водянго пара): Построение процессов водяного пара в диаграммах v-p,s-T, s-h.

3.2. Процессы реальных газов (на примере водяного пара): Определение изменения внутренней энергии, количества теплоты и работы.

3.3. Влажный воздух: 1) Параметры , характеризующие свойства влажного воздуха. 2) Расчет процессов влажного воздуха с помощью диаграммы d-H.

4. Процессы течения газов и паров. (Компетенция/и ОПК-1)

4.1. Первый закон термодинамики для потока газа: Первый закон термодинамики для потока газа.

4.2. Адиабатное истечение газов и паров: 1) Истечение газа из суживающегося и комбинированного сопла.

4.3. Дросселирование газов и паров: Дросселирование газов и паров.


Отведенное количество часов по видам учебных занятий и работы

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Трудоемкость в часах по видам занятий
Лекции Практические занятия, семинары Лабораторные работы Самоподготовка
1 4 8   15
2 4 8   15
3 4 8   15
4 4 8   15
Итого 16 32   60
В т.ч. по интерактивным формам 16 32    

Лабораторный практикум

Не предусмотрено.


Практические занятия (семинары)

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Наименование (тематика) практических работ, семинаров Трудоемкость аудиторной работы, часы
Семестр № 4
1 Расчеты параметров состояния идеальных газов. Уравнение состояния. Газовая постоянная. 8
2 Расчет термодинамических процессов идеального газа 8
3 расчет термодинамических процессов реального газа на примере водяного пара и влажного воздуха 8
4 расчет процессов истечения газов и паров 8

Самостоятельное изучение учебного материала (самоподготовка)

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Наименование тем, вопросов, вынесенных для самостоятельного изучения Трудоемкость внеаудиторной работы, часы
Семестр № 4
1 1.1. Основные понятия технической термодинамики: 1) Термодинамическая система 2) параметры состояния. 3) Первый и второй закон термодинамики. 1.2. Свойства идеальных газов: 1) Уравнение состояния идеального газа 2) Смеси идеальных газов. 15
2 2.1. Изохоный, изобарный ,изотермный и адиабатный процессы идеальных газов: Соотношение параметров в процессах Определение изменения внутренней энергии, количества теплоты и работы. 2.2. политропный процесс: Определение изменения внутренней энергии, количества теплоты и работы. 15
3 3.1. Диаграммы v-p,s-T,s-h водянго пара): Построение процессов водяного пара в диаграммах v-p,s-T, s-h. 3.2. Процессы реальных газов (на примере водяного пара): Определение изменения внутренней энергии, количества теплоты и работы. 3.3. Влажный воздух: 1) Параметры , характеризующие свойства влажного воздуха. 2) Расчет процессов влажного воздуха с помощью диаграммы d-H. 15
4 4.1. Первый закон термодинамики для потока газа: Первый закон термодинамики для потока газа. 4.2. Адиабатное истечение газов и паров: 1) Истечение газа из суживающегося и комбинированного сопла. 4.3. Дросселирование газов и паров: Дросселирование газов и паров. 15

Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине

Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения Образовательной программы

Компетенция Указание (+) этапа формирования в процессе освоения ОП (семестр)
4
ОПК-1 +

Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования

Компе-
тенция
Этап
формирования
ОП (семестр)
Показатель оценивания Критерий оценивания
ОПК-1 4 Балльная оценка на экзамене - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.

Описание шкал оценивания компетенций

Значение оценки Уровень освоения компетенции Шкала оценивания (для аттестационной ведомости, зачетной книжки, документа об образования) Шкала оценивания (процент верных при проведении тестирования)
Балльная оценка - "удовлетворительно". Пороговый Оценка «удовлетворительно» выставляется обучающемуся, который имеет знания только основного материала, но не усвоил его деталей, допускает неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 59%
Балльная оценка - "хорошо". Базовый Оценка «хорошо» выставляется обучающемуся, твердо знающему программный материал, грамотно и по существу его излагающему, который не допускает существенных неточностей в ответе, правильно применяет теоретические положения при решении практических работ и задач, владеет необходимыми навыками и приемами их выполнения. От 60% до 84%
Балльная оценка - "отлично". Высокий Оценка «отлично» выставляется обучающемуся, глубоко и прочно усвоившему программный материал, исчерпывающе, последовательно, грамотно и логически стройно его излагающему, в ответе которого тесно увязываются теория с практикой. При этом обучающийся не затрудняется с ответом при видоизменении задания, показывает знакомство с литературой, правильно обосновывает ответ, владеет разносторонними навыками и приемами практического выполнения практических работ. От 85% до 100%
Дуальная оценка - "зачтено". Пороговый, Базовый, Высокий Оценка «зачтено» выставляется обучающемуся, который имеет знания, умения и навыки, не ниже знания только основного материала, может не освоить его детали, допускать неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 100%
Балльная оценка - "неудовлетворительно", Дуальная оценка - "не зачтено". Не достигнут Оценка «неудовлетворительно, не зачтено» выставляется обучающемуся, который не знает значительной части программного материала, допускает ошибки, неуверенно выполняет или не выполняет практические работы. От 0% до 39%

Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы

Типовые контрольные задания

Курсовые проекты (работы)

Не предусмотрено.


Контрольные работы, расчетно-графические работы, рефераты

Не предусмотрено.


Перечни сопоставленных с ожидаемыми результатами освоения дисциплины вопросов (задач):

Экзамен. Семестр № 4

Вопросы для оценки результата освоения "Знать":

1) Нормальные физические условия.
2) Нормальные технические условия.
3) Термодинамические параметры состояния.
4) Уравнение состояния идеального газа.
5) Физический смысл газовой постоянной.
6) Размерность и величина универсальной газовой постоянной.
7) Уравнение 1-го закона термодинамики.
8) Понятие идеального газа.
9) Второй закон термодинамики.
10) Понятие энтальпии.
11) Понятие энтропии.
12) Теплоемкости удельные.
13) Теплоемкости изобарная и изохорная.
14) Теплоемкости истинная и средняя.
15) I закон термодинамики для потока.
16) Зависимости параметров для изобарного процесса.
17) Зависимости параметров для изохорного процесса.
18) Зависимости параметров для изотермного процесса.
19) Зависимости параметров для адиабатного процесса.
20) Зависимости параметров для политропного процесса.

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1) Рассчитывать параметры изобарного процесса идеального газа.
2) Рассчитывать внутреннюю энергию изохорного процесса идеального газа.
3) Рассчитывать параметры изотермического процесса идеального газа.
4) Рассчитывать внутреннюю энергию адиабатного процесса идеального газа.
5) Рассчитывать параметры политропного процесса газа.
6) Рассчитывать энтальпию идеального газа.
7) Определять парциальное давление газа.
8) Определять относительную влажность воздуха.
9) Определять газовую постоянную смеси газов.
10) Определять относительную влажность в d-H диаграмме влажного воздуха.
11) Определять парциальное давление пара в d-H диаграмме влажного воздуха.
12) Определять влагосодержание и энтальпию в d-H диаграмме влажного воздуха.
13) Построить процесс адиабатного истечения водяного пара в S-h диаграмме.
14) Построить прямой цикл Карно в S-T диаграмме.
15) Измерить температуру среды в горизонтальной трубе.
16) Определять объемную теплоемкость газовой смеси.
17) Определять графически работу процессов в p-V диаграмме.
18) Рассчитывать работу адиабатного процесса идеального газа.
19) Рассчитывать работу политропного процесса идеального газа.
20) Рассчитывать работу изобарного процесса идеального газа.

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1) Найти абсолютное давление газа в баке. Манометр показывает 25 кг/см2, барометр 760 мм рт. ст.

2) Найти абсолютное давление газа. Вакууметр показывает 0,1 МПа, барометр 766 мм рт. ст.

3) Рассчитать изменение внутренней энергии воздуха в цилиндре. Изменение температуры от 20°С до 120°С.

4)Рассчитать работу изотермического сжатия. Компрессор всасывает 10 м3/ч при р1=0,1 МПа. Давление нагнетания р2= 0,8 МПа.

5) Рассчитать работу адиабатического сжатия. Компрессор всасывает 120 м3/ч воздуха при р1=0,1 МПа. Давление нагнетания р2= 0,5 МПа.

6) Рассчитать работу политропного сжатия. Компрессор всасывает 30 м3/ч при р1=0,1 МПа. Давление нагнетания р2= 0,7 МПа. Показатель политропы равен 1,3.

7) Рассчитать работу адиабатического сжатия воздуха в компрессоре. Производительность 100 м3/ч. Давление всасывания р1=0,12 МПа. Давление нагнетания р2= 0,9 МПа.

8) Рассчитать работу изотермического сжатия. Компрессор всасывает 20 м3/ч при р1=0,1 МПа. Давление нагнетания р2= 0,6 МПа.

9) М = 5 кг воздуха содержится в сосуде, объем которого V = 0,5 м3. Газ нагревается от температуры t1 =10 °С до t2 = 180 °С, определить абсолютное давление газа в начале и конце процесса.

10) М = 10 кг кислорода содержится в сосуде, объем которого V = 0,6 м3. Газ нагревается от температуры t1 =15 °С до t2 = 120 °С, определить абсолютное давление газа в начале и конце процесса.

11) Найти абсолютное давление газа. Манометр показывает 0,12 МПа, барометр 756 мм рт. ст.

12) Найти абсолютное давление газа. Манометр показывает 0,1 МПа, барометр 762 мм рт. ст.

13) При изотермическом сжатии М = 1кг воздуха с начальными параметрами р1 = 0,15 МПа и t1 =25 °С его объем уменьшается в 5 раз. Определить удельный объем газа в начале и конце процесса.

14) При изотермическом сжатии М = 1кг кислорода с начальными параметрами р1 = 0,1 МПа и t1 =35 °С его объем уменьшается в 4 раза. Определить удельный объем газа в начале и конце процесса.

15) При изотермическом сжатии М = 2кг азота с начальными параметрами р1 = 0,12 МПа и t1 =13 °С его объем уменьшается в 6 раз. Определить удельный объем газа в начале и конце процесса.

16) При изотермическом расширении М= 3 кг кислорода с начальными параметрами р1 = 2 МПа и t1 =150 °С его объем увеличивается в 3 раза. Определить давление и объем газа в конце процесса.

17) При изотермическом расширении М= 4 кг воздуха с начальными параметрами р1 = 1,5 МПа и t1 =300 °С его объем увеличивается в 4 раза. Определить давление и объем газа в конце процесса.

18) Найти изменение внутренней энергии 1 кг воздуха при изменении температуры от 350 °С до 50 °С.

19) Найти изменение внутренней энергии 2 кг воздуха при изменении температуры от 250 °С до 150 °С.

20) Найти на диаграмме влажного воздуха (при известных показаниях психрометра) температуру точки росы.


Иные контрольные материалы для автоматизированной технологии оценки имеются в Центре мониторинга качества образования


Методические материалы, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций

№ п/п Библиографическое описание
1 Методические указания, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций. Ресурс ЦМКО РГУПС.

Для каждого результата обучения по дисциплине определены

Показатели и критерии оценивания сформированности компетенций на различных этапах их формирования

Резуль-
тат
обуче-
ния
Компе-
тенция
Этап
формиро-вания в
процессе
освоения
ОП
(семестр)
Этапы
формирования
компетенции
при изучении
дисциплины
(раздел
дисциплины)
Показатель
сформиро-
ванности
компетенции
Критерий
оценивания
  ОПК-1 4 1, 2, 3, 4 Балльная оценка на экзамене - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
1, 2, 3, 4 Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
1, 2, 3, 4 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.

Шкалы и процедуры оценивания

Значение оценки Уровень
освоения
компетенции
Шкала оценивания
(для аттестационной
ведомости, зачетной
книжки, документа
об образовании)
Процедура оценивания
Балльная оценка -
"отлично",
"хорошо",
"удовлетворительно".
Дуальная оценка -
"зачтено".
Пороговый, Базовый, Высокий В соответствии со шкалой оценивания в разделе РПД "Описание шкал оценивания компетенций" Экзамен (письменно-устный).
Автоматизированное тестирование.
Выполнение практического задания в аудитории.
Балльная оценка -
"неудовлетворительно".
Дуальная оценка -
"не зачтено".
Не достигнут

Перечень учебной литературы для освоения дисциплины

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Кудинов, В. А. Техническая термодинамика и теплопередача : учебник для академического бакалавриата / В. А. Кудинов, Э. М. Карташов, Е. В. Стефанюк. — 4-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 454 с. ЭБС Юрайт
2 Ерофеев, В. Л. Теплотехника в 2 т. Том 2. Энергетическое использование теплоты : учебник для среднего профессионального образования / В. Л. Ерофеев, А. С. Пряхин, П. Д. Семенов ; под редакцией В. Л. Ерофеева, А. С. Пряхина. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 199 с. ЭБС Юрайт

Перечень учебно-методического обеспечения

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Кууск А.Б. Учебно-наглядное пособие - тематические иллюстрации по дисциплине "Техническая термодинамика". РГУПС. - Ростов н/Д, 2019. ЭИОС РГУПС
2 Жигулин, И. Н. Техническая термодинамика [Электронный ресурс] : учеб.-метод. пособие к практ. занятиям / И. Н. Жигулин, А. Б. Кууск ; ФГБОУ ВО РГУПС. - Ростов н/Д : [б. и.], 2017. - 30 с. ЭБС РГУПС
3 Термодинамика и теплопередача [Текст] : учеб.-метод. пособие / Т. Л. Риполь-Сарагоси, А. Б. Кууск, А. М. Елманов ; ФГБОУ ВО РГУПС. - Ростов н/Д : [б. и.], 2016. - 38 с. ЭБС РГУПС

Электронные образовательные ресурсы в сети "Интернет"

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://rgups.ru/. Ресурс ЭИОС РГУПС
2 http://www.iprbookshop.ru/. Электронно-библиотечная система "IPRBooks"
3 https://www.biblio-online.ru/. Электронно-библиотечная система "Юрайт"
4 http://www.umczdt.ru/. Электронная библиотека "УМЦ ЖДТ"
5 http://jirbis2.rgups.ru/jirbis2/. Электронно-библиотечная система РГУПС
6 https://rgups.public.ru/. Электронная библиотека "public.ru"

Профессиональные базы данных и информационно-справочные системы

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://www.glossary.ru/. Глоссарий.ру (служба тематических толковых словарей)
2 http://www.consultant.ru/. КонсультантПлюс

Лицензионное и свободно распространяемое программное обеспечение

№ п/п Наименование Произ-
во
1 Операционная система ОС Microsoft Windows. Офисное программное обеспечение Microsoft Office. Общесистемное ПО Acrobat Reader. И

О - программное обеспечение отечественного производства

И - импортное программное обеспечение


Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Помещения(аудитории):

учебные аудитории для проведения учебных занятий;

помещения для самостоятельной работы.

Для изучения настоящей дисциплины в зависимости от видов занятий используется:

Учебная мебель;

Технические средства обучения (включая стационарный либо переносной набор демонстрационного оборудования);

Образец техники.

Самостоятельная работа обучающихся обеспечивается компьютерной техникой с возможностью подключения к сети "Интернет" и ЭИОС.


"____" _________________20___г.


Код РПД: 47462.