JA0131 Termodinamika un siltumpārvade

Kods JA0131
Nosaukums Termodinamika un siltumpārvade
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Pamatstudiju, Profesionālais
Tematiskā joma Jūras transports
Struktūrvienība Latvijas Jūras akadēmija
Mācībspēks Vladimirs Nikolajevs
Kredītpunkti 9.0
Daļas 3
Anotācija Studiju kurss ir izstrādāts atbilstoši STCW konvencijas kodeksa A-III/1 un A-III/2 standarta un profesijas standarta prasībām, kā arī ņemot vērā attiecīgo IMO paraugkursu rekomendācijas un citus saistošos normatīvos dokumentus..
Studējošie tiek iepazīstināti ar termodinamikas pamatprincipiem, likumsakarībām un metodēm, dažādu inženiermehānisku un termodinamisku parādību analīzē un praktisku uzdevumu risināšanā, īpaši kuģu mehānikas jomā, kuģa elektrisko, elektronisko un vadības sistēmu ekspluatācijā, to tehniskajā apkopē un remontā atbilstoši ekspluatācijas noteikumiem, kuģa procedūrām un labai darba praksei..
Nepilna laika studijas neklātienē tiek organizētas pēc individuāli izstrādāta studiju plāna..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Ievads termodinamikā. Termodinamikas pamatjēdzieni, saistība ar citām zinātnes jomām, termodinamikas attīstības vēsture. Enerģijas veidi un jauda. Mērvienības. (IMO 7.04 - A3.1.1., A3.1.2., IMO 7.02.-1.2.1.1.) 4 2 4 2
Jēdziens par termodinamisko sistēmu, līdzsvara stāvokli, galvenie termodinamiskie parametri. Izplatītākās temperatūras skalas. Virs spiediens, zem spiediens un absolūtais spiediens. Tilpums, īpatnējais tilpums, blīvums un īpatnējais svars. Darba ķermeņa normālie apstākļi. (IMO 7.04.-A3.1.3., A3.1.9. ; IMO 7.02.-1.2.1.1., 1.2.1.7.) 6 2 6 2
Jēdziens par ideālo un reālo gāzi. Ideālo gāzu pamatlikumi. Ideālās gāzes stāvokļa vienādojums. Gāzu maisījumi. (IMO 7.04. - A3.1.7., A3.1.9. un IMO 7.02. - 1.2.1.1.) 8 4 8 4
Termodinamiskie pamatprocesi. Jēdziens par iekšējo enerģiju. Procesu grafiskā ilustrācija. Darba un siltuma diagrammas. Politropiskais process. (IMO 7.04.- A3.1.8., A3.1.9. un IMO 7.02. 1.2.1.1.) 6 4 6 4
Gāzu īpatnējā siltumietilpība. Siltumietilpības atkarība no procesa un temperatūras. Izobāriskā un izohoriskā īpatnējā siltumietilpība. Maijera vienādojums. Siltuma un iekšējās enerģijas aprēķina formulas, izmantojot īpatnējo siltumietilpību. (IMO 7.02.- 1.2.1.1.) 4 2 4 2
Pirmais termodinamikas likums. Pirmā termodinamikas likuma matemātiskās izteiksmes. Termodinamiskā procesa ārējā darba un siltuma diagrammas. Jēdziens par entalpiju. (IMO 7.04. - A3.1.4. un IMO 7.02.- 1.2.1.1.) 4 4 4 4
Otrais termodinamikas likums. Otrā termodinamikas likuma matemātiskās izteiksmes. Reducētais siltums un entropija. Termiskā dzinēja termiskā lietderības koeficienta aprēķins. (IMO 7.04.- A3.1.9. un IMO 7.02.- 1.2.1.1.) 6 4 6 4
Jēdziens par reālo gāzi. Van der Valsa vienādojums reālām gāzēm. Ūdens tvaika iztvaikošana un kondensēšanās. Procesu ilustrācija darba, siltuma un entalpijas diagrammās. Procesu aprēķins, izmantojot ūdens tvaika tabulas, diagrammas vai datorprogrammas. (IMO 7.02.- 1.2.1.3., 1.2.1.2.) 6 6 6 6
Mitrais gaiss.Tvaiku parciālais spiediens. Absolūtais un relatīvais mitrums. Mitruma saturs. Raksturīgie procesi - mitrā gaisa atdzesēšana, sildīšana, piesātināšana un sajaukšana. Molje diagramma. (IMO 7.04.-A3.1.6. un IMO 7.02.- 1.2.1.7.) 4 4 4 4
Cikliskie procesi. Tiešais un apgrieztais cikls. Karno cikls. Termiskais lietderības koeficients. Termisko mašīnu procesu grafiskā ilustrācija darba, siltuma, entalpijas un entropijas diagrammās. (IMO 7.02.-1.2.1.1.) 6 2 6 2
Tvaika enerģētisko iekārtu pamat cikli.Tvaika mašīnas cikliskais process. Renkina cikls. Siltumenerģētiskās iekārtas cikls. Cikls ar atkārtotu tvaika pārkarsēšanu. Termofikācijas cikls. (IMO 7.04.-A3.1.6. un IMO 7.02.- 1.2.1.3., 1.2.4.2.) 6 4 6 4
Tvaika un gāzes turbīnu cikli. Gāzu un tvaiku izplūde. Adiabatiskais izplūdes process. Sprauslas konstrukcija. Lavala sprausla. Izplūdes ātruma izmaiņa atkarībā no spiediena p2 . Sprauslas kritiskie parametri. Kritiskā spiedienu attiecība. (IMO 7.04.-A3.1.6. un IMO 7.02.-1.2.1.1., 1.2.1.3., 1.2.4.3.) 4 2 4 2
Iekšdedzēs dzinēju ideālie cikli. Karburatordzinēji. Dīzeļdzinēji. Iekšdedzes dzinēju termiska lietderības koeficienta aprēķins. (IMO 7.02.-1.2.1.5.,1.2.4.1.) 8 8 8 8
Kompresora ideālais cikls. (IMO 7.02.-1.2.1.5.) 4 2 4 2
Kombinētie cikli. Atomelektrostaciju cikli. (IMO 7.02.-1.2.1.1.) 6 2 6 2
Jēdziens par siltuma transformātoriem.Saldēšanas iekārtas gāzes cikls. Saldēšanas iekārtas tvaika cikls. Siltuma sūkņa cikls. Saldēšanas iekārtas pārbaudes aprēķins. Siltuma sūkņa pārbaudes aprēķins. (IMO 7.02. -1.2.1.4.) 14 12 14 12
Ievads siltumpārvadē. Siltumpārvades mehānismi un temperatūras lauks. (IMO 7.04.-A3.1.5., A3.1.9. un IMO 7.02. 1.2.1.6.) 4 2 4 2
Siltumvadīšana. Furje likums. Siltumvadītspējas koeficients. Siltumvadīšana plāksnē un siltumpāreja daudzkārtu plāksnē. Cauruļvadu izolācija. Aprēķins. (IMO 7.04.-A3.1.5., A3.1.9. un IMO 7.02.- 1.2.1.6., 1.2.4.1.) 14 4 14 4
Siltuma konvekcija. Jēdziens par dimensiju analīzi un līdzības teoriju. Līdzības skaitļi - Re, Nu, Pr, Pe, Gr. Siltumatdeves koeficients un Ņūtona vienādojums. (IMO 7.04.-A3.1.5., A3.1.9. un IMO 7.02.-1.2.1.6.) 17 8 17 8
Siltuma starošana. Siltuma starošanas siltumapmaiņu ietekmējošie rādītāji. (IMO 7.04. -A3.1.5., A3.1.9.) 3 6 3 6
Kompleksā siltumpāreja. Siltumnesēju līdzplusma un pretplusma.Siltumnesēju temperatūru diferences aprēķins. Siltuma pārejas koeficienta aprēķina formula. Siltuma pārejas koeficienta vērtības aprēķins, katlakmens vai sodrēju slāņa ietekmē. (IMO 7.04.-A3.1.5., A3.1.9. un IMO 7.02.- 1.2.4.2., 1.2.1.6.) 10 12 10 12
Kopā: 144 96 144 96
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Studiju kursa mērķis sniegt zināšanas termodinamikā un siltumpārvadē, lai attīstītu studējošo sekojošās prasmes, atbilstoši STCW konvencijas Kodeksa A-III/1 un A-III/2 prasībām, kā arī ņemot vērā attiecīgo IMO paraugkursu rekomendācijas un citus saistošos normatīvos dokumentus. Studiju kursa uzdevumi: - iepazīstināt ar termodinamikas un siltumapmaiņas pamatiem; - iemācīt izprast dažādu termisko dzinēju un siltuma transformatoru darbības principus; - iemācīt izdarīt termodinamisko procesu aprēķinus un izprast termisko mašīnu (dzinēju, kompresoru, saldēšanas mašīnu u.c.) darbības efektivitātes paaugstināšanas iespējas; - attīstīt prasmes noteikt un plānot tehniskās ekspluatācijas pasākumus.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana 		Zināšanas. 1) Spēj parādīt zināšanas termodinamikā un siltumpārvadē, tai skaitā zināšanas termodinamisko procesu aprēķinos. 2) Spēj parādīt zināšanas termisko mašīnu (dzinēju, kompresoru, saldēšanas mašīnu u.c.) darbības efektivitātes paaugstināšanā. 3) Pārzina siltuma ciklu, termisko efektivitāti un siltuma bilanci kuģa dīzeļdzinējam, kuģa tvaika turbīnām, kuģa gāzes turbīnām; kuģa tvaika katlam. - Metodes: aprēķinu darbi; testi; gala pārbaudījumi. Kritēriji: 1) Izprot termodinamikas un siltumapmaiņas pamatus. 2) Zināšanas par termisko mašīnu darbības efektivitātes paaugstināšanu 3) Izpratne par siltuma ciklu, termisko efektivitāti un siltuma bilanci kuģa dīzeļdzinējam, kuģa tvaika turbīnām, kuģa gāzes turbīnām; kuģa tvaika katlam.
Prasmes. 1) Spēj piemērot termodinamikas likumus un likumsakarības kuģa mašīnu un sistēmu ekspluatācijā, kā arī praktisku uzdevumu risināšanā. 2) Spēj izmantot darba vielu siltumfizikālo īpašību diagrammas. - Metodes: aprēķinu darbi; testi; gala pārbaudījumi. Kritēriji: 1) Prot piemērot termodinamikas likumus un likumsakarības kuģa mašīnu un sistēmu ekspluatācijā. Spēj aprēķināt praktiskos uzdevumus. 2) Prot izmantot darba vielu siltumfizikālo īpašību diagrammas.
Kompetences. Spēj demonstrēt savu kompetenci atbilstoši STCW konvencijas Kodeksa A-III/1 un A-III/2 sadaļas prasībām: 1) Spēj izskaidrot un pamatot termodinamiskos procesus un siltuma un masas apmaiņu termiskajos dzinējos, enerģētiskajās iekārtās elektroenerģijas un siltuma ražošanai, aukstumiekārtās un siltuma sūkņos. 2) Spēj aprēķināt un novērtēt termisko dzinēju, tehnoloģisko iekārtu, siltumizolācijas un būvkonstrukciju efektivitāti no termodinamikas un siltumapmaiņas teorijas viedokļa. 3) Spēj noteikt un plānot tehniskās ekspluatācijas pasākumus - Metodes: aprēķinu darbi; testi; gala pārbaudījumi. Kritēriji: 1) Spējas patstāvīgi kritiski analizēt termodinamiskos procesus un siltuma un masas apmaiņu termiskajos dzinējos, enerģētiskajās iekārtās elektroenerģijas un siltuma ražošanai, aukstumiekārtās un siltuma sūkņos, kā arī pamatot savus priekšlikumus. 2) Spējas patstāvīgi aprēķināt un novērtēt termisko dzinēju, tehnoloģisko iekārtu, siltumizolācijas un būvkonstrukciju efektivitāti no termodinamikas un siltumapmaiņas teorijas viedokļa, kā arī pamatot savus priekšlikumus. 3) Darbību plānošana un sagatavošana ir piemērota energoiekārtu konstrukcijas parametriem un pārgājiena vajadzībām.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Aprēķina darbi - 30%
Testi - 30%
Gala pārbaudījumi - 40%
 
Priekšzināšanas Matemātika, Fizika, Informācijas tehnoloģijas vidusskolas zināšanu līmenī
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 3.0 24.0 24.0 0.0 *
2 3.0 24.0 24.0 0.0 *
3 3.0 24.0 24.0 0.0 *
Pieteikties uz šo kursu
[Kursa apraksts PDF formātā]