close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Общая энергетика

код для вставкиСкачать
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
«Утверждаю»
Проректор по УМР
________ Л.О. Штриплинг
«____»_________ 20___ год
РАБОЧАЯ
ПРОГРАММА
по дисциплине
«ОБЩАЯ ЭНЕРГЕТИКА»
13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника»
13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»
13.03.03 «Энергетическое машиностроение»
Разработана в соответствии с ООП по направлениям подготовки бакалавриата 13.03.01
«Теплоэнергетика и теплотехника», 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», 13.03.03
«Энергетическое машиностроение».
Программу составил:
к.т.н., доцент
_______________ /М.Ю.Николаев/
«_____»__________20__г.
Обсуждена на заседании кафедры ЭсПП от «____»_____________ 20___ г. № ___
Зав. кафедрой ЭсПП
________________/В.Н. Горюнов/
«_____»__________20__г.
Руководитель кластера
д.т.н., профессор
______________ / В.Н. Горюнов/
«_____»__________20__г.
2
1. Цели и задачи дисциплины
Основная цель дисциплины состоит в том, чтобы познакомить студента с видами и
способами получения электрической энергии, видами электрических станций, использованием
природных ресурсов, нетрадиционных источников энергии, взаимосвязи энергетики и
окружающей среды, современными методиками в области энергосбережения и энергоаудита.
Задачами
дисциплины
являются:
ознакомится
с
основными
элементами
электрооборудования их назначением, освоить практические методы выбора основного
коммутационного оборудования и трансформаторов подстанций согласно готовой схемы.
Основные задачи дисциплины:
Студент, завершивший изучение данной дисциплины должен:
- знать различные способы получения электрической и тепловой энергии;
- уметь объяснять физические принципы работы турбин, парогенераторов, циклов
получения тепловой и электрической энергии;
- знать основы энергосберегающей политики государства;
- освоить практические методы выбора основного коммутационного оборудования и
трансформаторов подстанций согласно схемы.
- применить полученные знания, навыки и умения в последующей профессиональной
деятельности;
2. Место дисциплины
Общая энергетика играет значительную роль в современном естествознании. Она является
источником знаний о видах и способах получения электрической энергии, видах электрических
станций, способах использования природных ресурсов, нетрадиционных источников энергии,
взаимосвязи энергетики и окружающей среды, современными методиками в области
энергосбережения и энергоаудита.
Дисциплина «Общая энергетика» входит в базовую часть «Математического и
естественнонаучного цикла» подготовки бакалавров и является основой для дисциплин цикла
ОПД и СД.
3. Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение дисциплины
3.1. В результате освоения дисциплины «Общая энергетика» должны быть сформированы
следующие компетенции:
Направление
Компетенции
13.03.01
ПК-3, ПК-6, ПК-10
13.03.02
ПК-3
13.03.03
ППК-4, ППК-6
3.2. В результате освоения дисциплины студент должен демонстрировать освоение
указанными компетенциями по дискрипторам «знания, умения, владения», соответствующие
тематическим модулям
дисциплины, и применимые в их последующем обучении и
профессиональной деятельности:
- Знать:
1. Основные физические явления, связанные с получением электрической и тепловой
энергии;
2. Различные способы получения электрической и тепловой энергии
3. Основы энергосберегающей политики государства;
- Уметь:
1. Использовать нормативно-правовые документы в своей профессиональной
деятельности;
2. Графически отображать геометрические изделия объектов электрооборудования, читать
однолинейные трехфазные схемы электроэнергетических систем, станций и
3
подстанций;
3. Обосновывать принятие конкретного технического решения при создании
электроэнергетического и электротехнического оборудования;
4. Рассчитывать схемы и элементы основного силового оборудования;
5. Рассчитывать режимы работы электроэнергетических установок различного
назначения, определять состав оборудования и его параметры, схемы
электроэнергетических объектов.
1.
2.
3.
4.
- Владеть:
Навыками использования нормативно-правовых документов в своей профессиональной
деятельности;
Навыками определения принципов функционирования электроэнергетических систем;
Навыками построения электроэнергетических систем;
Навыками правильно определять состав оборудования.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы в часах и зачетных единицах
Очная форма обучения
Вид занятий
Всего
Семестры
(час./
1
2
3 4 5 6 7 8 9 10
зач.ед. )
Всего аудиторных занятий:
72
36 36
Лекции
36
18 18
Практические занятия
36
18 18
Лабораторные работы
Самостоятельная работа студента:
108
50 58
Самостоятельное изучение материала
68
40 28
дисциплины и подготовка к аттестации
Домашнее задание
10
10
Курсовая работа
30
30
Количество часов на экзамен
36
18 18
Всего по дисциплине
216/6
104 112
Вид аттестации за семестр (зачет,
зач экз
дифференцированный зачет, экзамен)
Заочная форма обучения
Вид занятий
Всего аудиторных занятий:
Лекции
Практические занятия
Лабораторные работы
Самостоятельная работа студента:
Самостоятельное изучение материала
дисциплины и подготовка к аттестации
Домашнее задание
Курсовая работа
Количество часов на экзамен
Всего по дисциплине
Вид аттестации за семестр (зачет,
дифференцированный зачет, экзамен)
Всего
(час./
зач.ед. )
28
16
12
1
2
12
8
4
16
8
8
152
112
78
68
74
44
10
30
36
216/6
10
Семестры
3 4 5 6 7 8 9 10
30
36
126 90
экз зач
4
5. Содержание дисциплины по модулям и видам учебных занятий
5.1. Содержание дисциплины по модулям
1. Основные понятия современной энергетики
2. Энергетика невозобновляемых источников энергии
3. Энергосбережение. Энергоаудит
4. Энергетика возобновляемых (нетрадиционных) источников энергии
5. Экологические аспекты энергетики
6. Элементы тепловых и электрических сетей
Содержание модулей
1
Модуль 1. Основные понятия современной энергетики.
Роль энергетики в техническом прогрессе. Общая характеристика
энергетических специальностей, изучаемые дисциплины
Способы получения электрической и тепловой энергии. Возможные
способы преобразования различных видов энергии. Состав и основные
понятия ТЭК.
Энергетика в энергетической стратегии России. Понятие об
энергетической системе. Структура энергетических служб энергосистем,
промышленных и прочих предприятий.
Основные понятия, формулы и законы электротехники, и их применение
для решения простейших практических задач. Электрический ток.
Напряжение и потенциал электрического поля. Электродвижущая сила.
Активное сопротивление, индуктивность, емкость. Действующее значение
переменного тока. Реактивное и полное сопротивление в цепях переменного
тока. Активная и реактивная мощности в однофазных и трехфазных цепях
переменного тока. Потери активной мощности в трансформаторах
(переменные и постоянные). Магнитная индукция. Потокосцепление и
магнитный поток. Сила действующая на проводник с током в магнитном поле
(сила Ампера). ЭДС индукции (самоиндукции). Трёхфазная система, связь
между линейными и фазными токами (напряжениями) в трехфазных системах
(соединение звезда и треугольник). Сила действующая на проводник с током в
магнитном поле (закон Ампера). Электродвижущая сила индукции (закон
Фарадея).
Принцип действия, конструкция и важнейшие характеристики
электрических машин. Трансформаторы. Асинхронные электродвигатели.
Синхронные генераторы и электродвигатели. Машины постоянного тока.
Понятие
об
электроприводе,
механические
характеристики,
регулирование скорости, выбор мощности электродвигателей.
Основные понятия, формулы и законы теплотехники, и их применение
для решения простейших практических задач.
Графические обозначения на электрических и теплотехнических схемах и
чертежах.
Электричество в быту: электроснабжение квартир, бытовые
электроприборы.
Теплотехнические установки жилых помещений.
Действие тока на человека, факторы, влияющие на поражение
электрическим током. Классификация помещений по опасности
поражения электрическим током. Средства защиты от поражения током.
Способы оказания доврачебной помощи пострадавшим от тока.
Форма
обучения
О
З
Кол-во часов
18/40
8/68
5
2
3
4
5
6
Модуль 2. Энергетика невозобновляемых источников энергии
Цикл Ренкина. Первый принцип термодинамики. Теплоэлектроцентрали.
Тепловые конденсационные электрические станции. Схема технологического
процесса тепловой конденсационной электрической станции. Барабанный и
прямоточный парогенераторы. Принципиальные схемы их работы. Паровые
Турбины. Конденсаторы. Системы водоснабжения. Тепловой баланс
конденсационной электрической станции.
Газотурбинные установки. Парогазовые установки. Устройство,
назначение.
Использование водной энергии Земли. Гидроэнергетика и водное хозяйство. 10/10
Вопросы дальнейшего развития гидроэнергетики. Виды гидроэнергетических
установок. Гидравлические электрические станции. Общие положения.
Принцип работы ковшевой активной турбины. Виды гидравлических турбин и
их назначение. Типы ГЭС.
Ядерная энергетика. Атомные электрические станции (АЭС). Устройство и
принцип работы ядерного реактора. Термоядерный синтез. Топливный
элемент. Воспроизводство ядерного горючего. Многоконтурные схемы АЭС.
Перспективы развития АЭС. Надежность АЭС.
Магнитогидродинамическое преобразование энергии. Термоэлектрические
генераторы. Радиоизотопные источники энергии. Термоэмиссионные
генераторы. Электрохимические генераторы.
Модуль 3. Энергосбережение. Энергоаудит.
Энергосберегающая
политика
государства.
Энергосбережение.
2/6
Энергоаудит.
Энергетические ресурсы Земли. Проблемы использования. Оценка
ресурсов органического топлива Земли.
Модуль 4. Энергетика возобновляемых (нетрадиционных) источников
энергии
Причины появления интереса к нетрадиционным источникам энергии.
Классификация нетрадиционных источников энергии. Гидроаккумулирующие
электрические станции. Энергия приливов и отливов. Геотермальная
2/6
энергетика.
Солнечная энергетика. Солнечные электростанции. Принцип действия.
Использование энергии ветра. Причина возникновения ветряных
потоков. Градация скорости ветра.
Модуль 5. Экологические аспекты энергетики
Факторы, оказывающие вредное воздействие на организм человека,
животный и растительный мир.
2/6
Атмосфера. Точные воды. Золоотвал.
Проблема аккумулирования энергии. Пути и решения. Виды
аккумуляторов и их принцип действия.
Модуль 6. Элементы тепловых и электрических сетей
Назначение, принцип работы и конструктивное выполнение основных
элементов электрической системы.
Назначение, принцип работы и конструктивное выполнение основного
2/6
теплотехнического оборудования.
Принципы выбора электро- и теплотехнического оборудования.
Экономические
аспекты
энергетики.
Выбор
вариантов
при
проектировании.
ИТОГО: 36/68
4/20
1/6
1/6
1/6
1/6
16/112
6
5.2. Содержание практических и лабораторных занятий
5.2.1. Содержание практических занятий
Цель практических занятий - привитие студентам навыков в решении задач, в пользовании
справочной литературой, а также подготовке их к самостоятельной работе над домашними
заданиями.
Форма
Содержание курса практических занятий
обучения
О
З
Модуль 1. Основные понятия современной энергетики.
Практическое занятие 1. Расчет электрической цепи.
Практическое занятие 2. Составление схемы замещения.
Практическое занятие 3. Решение задач по законам Кирхгофа
Практическое занятие 4. Составление трехфазных электрических цепей
18
8
Практическое занятие 5. Определение тока, напряжения и мощности в 3-х
фазных цепях переменного тока.
Практическое занятие 6. Решение задач по теме КПД и потери активной
мощности в трансформаторе
Практическое занятие 7. Расчет параметров электрических машин
Модуль 3. Энергосбережение. Энергоаудит
9
2
Практическое занятие 8. Составление программы энергосбережения
организации
Модуль 6. Элементы тепловых и электрических сетей
Практическое занятие 9. Основные элементы тепловых сетей и их назначение
9
2
Практическое занятие 10. Основные элементы электрических сетей и их
назначение
36
12
ИТОГО:
6. Самостоятельная работа студентов
Самостоятельная работа направлена на закрепление и углубление полученных
теоретических и практических знаний, развитие навыков практической работы.
6.1. Домашнее задание по модулям
В рамках изучения дисциплины обучающиеся выполняют домашнее задание на тему
«Энергосбережение в энергетике». Его основная цель закрепить и расширить теоретические
знания студента в области энергетики, выработать у него навыки выбора энергосберегающих
технологий. Выполнение задания предполагает изучение информационного обеспечения
(комплексов программ, применяемых в энергетики) для проектирования и эксплуатации систем
энергоснабжения. (модуль 1,3,6)
6.2.Курсовой проект по дисциплине – «Составление главной схемы электростанции».
Осваиваются практические методы выбора основного коммутационного оборудования и
трансформаторов подстанций согласно схемы и задания варианта. Построение схемы
подстанции на формате А4 с соблюдением требований ЕСКД в отношении условных
обозначений соединений проектируемой установки.
Варианты домашнего задания выдаются индивидуально каждому студенту. Объём
домашнего задания и требования к его выполнению изложены в специальном пособии.
7. Методическое обеспечение системы оценки качества освоения программы дисциплины
К промежуточной аттестации студентов по дисциплине «Общая энергетика» могут
привлекаться в качестве внешних экспертов: преподаватели последующих дисциплин,
представители выпускающей кафедры.
7
7.1. Фонды оценочных средств (в соответствии с П ОмГТУ 73.05 «О фонде оценочных
средств по дисциплине»)
Фонд оценочных средств позволяет оценить знания, умения и уровень приобретенных
компетенций.
Фонд оценочных средств по дисциплине «Общая энергетика» включает:
- экзаменационные билеты;
- экзаменационные вопросы;
- варианты домашнего задания;
- тестовый комплекс.
Оценка качества освоения программы дисциплины «Общая энергетика» включает текущий
контроль успеваемости, промежуточную аттестацию (по модулям), итоговую аттестацию.
Студентам предоставлена возможность оценивания содержания, организации и качества
учебного процесса.
7.2. Контрольные вопросы по дисциплине
Модуль 1.
1 Дать определение, записать расчетные формулы и размерности следующих величин:
1.1 Электрический ток;
1.2 Напряжение и потенциал электрического поля;
1.3 Электродвижущая сила;
1.4 Активное сопротивление, индуктивность, емкость;
1.5 Действующее значение переменного тока;
1.6 Реактивное и полное сопротивление в цепях переменного тока;
1.7 Активная и реактивная мощности в однофазных и трехфазных цепях переменного тока;
1.8 Потери активной мощности в трансформаторах (переменные и постоянные);
1.9 Магнитная индукция;
1.10 Потокосцепление и магнитный поток.
2 Как определяется направление следующих величин:
2.1 Электрический ток;
2.2 Напряжение и ЭДС;
2.3 Сила действующая на про водник с током В магнитном поле (сила Ампера);
2.4 ЭДС индукции (самоиндукции);
3 По каким формулам определяется:
3.2 Сила действующая на проводник с током В магнитном поле (закон Ампера);
3.3 Электродвижущая сила индукции (закон Фарадея);
4 По каким формулам определяется:
4.1 Связь между линейными и фазными токами (напряжениями) в трехфазных системах
(соединение звезда и треугольник);
4.1 КПД трансформатора.
5. Изобразите простейшие конструктивные схемы с указанием основных элементов
конструкции:
5.1 Однофазного двухобмоточного трансформатора;
5.2 Сформулировать свойство саморегулирования магнитного потока трансформаторов.
6 Изобразите простейшие конструктивные схемы с указанием основных элементов
конструкции:
6.1 Синхронного двигателя (генератора);
6.2 Асинхронного двигателя (генератора);
6.3 Принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
6.4 Нарисовать механические характеристики двигателей: асинхронного, синхронного и
постоянного тока.
6.5 Условия создания вращающего магнитного поля неподвижными обмотками. Записать
уравнения ЭДС генерируемых в трехфазном генераторе.
7 Условные обозначения:
8
7.1 Силовых трансформаторов;
7.2 Трансформаторов тока;
7.3 Трансформаторов напряжения.
Модуль 2.
8. Сформулировать понятия:
8.1.Цикл Ренкина. Первый принцип термодинамики.
8.2.Тепловые конденсационные электрические станции.
8.3.Схема технологического процесса тепловой конденсационной электрической станции.
8.4.Барабанный и прямоточный парогенераторы. Принципиальные схемы их работы.
8.5.Турбины. Виды турбин. Их назначение.
8.6.Конденсаторы. Их устройство и назначение.
8.7.Тепловой баланс конденсационной электрической станции.
8.8.Газотурбинные установки. Устройство, назначение.
8.9.Парогазовые установки. Устройство, назначение.
8.10. Гидравлические электрические станции. Общие положения.
8.11.Виды гидравлических турбин и их назначение.
8.12.Приливные электрические станции.
8.13.Атомные электрические станции (АЭС).
8.14.Воспроизводство ядерного горючего.
8.15.Многоконтурные схемы АЭС.
8.16.Перспективы развития АЭС.
8.17.Надежность АЭС.
8.18.Магнитогидродинамическое преобразование энергии.
8.19.Термоэлектрические генераторы. Принцип действия.
8.20.Радиоизотопные источники энергии. Принцип действия.
8.21.Термоэмиссионные генераторы. Принцип действия.
8.22.Электрохимические генераторы. Принцип действия.
8.23.Геотермальные электростанции.
8.24.Использование водной энергии Земли. Виды гидроэнергетических установок.
8.25.Гидроэнергетика и водное хозяйство.
8.26.Классификация нетрадиционных источников энергии.
8.27.Солнечные электростанции. Принцип действия.
8.28.Использование энергии ветра.
8.29.Влияние энергетики на окружающую среду.
8.30.Факторы, оказывающие вредное воздействие на организм человека, животный и
растительный мир.
8.31.Проблема аккумулирования энергии. Пути и решения.
8.32. Виды аккумуляторов и их принцип действия.
8.33.Энергетические ресурсы Земли. Проблемы использования.
8.34.Оценка ресурсов органического топлива Земли.
Модуль 3.
9 Сформулировать понятия:
9.1 Энергосбережение;
9.2 Возобновляемые источники энергии;
9.3 Сертификация энергообъектов;
9.4 Энергетическое обследование;
9.5 Энергетический паспорт потребителя;
9.6 Нормирование расхода энергии;
9.7 Условное топливо.
8. Технические средства обучения и контроля, использование ЭВМ.
8.1. Технические средства обучения и контроля
1. Мультимедийные лекционные аудитории.
9
2. Использование тестовых заданий для текущего контроля знаний студентов, полученных при
самостоятельном изучении лекционного курса и в период промежуточных аттестаций.
8.2. Материальное обеспечение дисциплины.
Аудиторный фонд ОмГТУ
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение
9.1. Основная литература
1. История электроэнергетики [Текст] : конспект лекций / В. Н. Горюнов, В. А. Ощепков, А.
Г. Лютаревич, Д. Г. Сафонов - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2005. - 74 с. – (61+ЭБС) экз .
2. Общая энергетика: тексты лекций/ ОмГТУ; Сост.: В. Н. Горюнов, М. Ю. Николаев. -Омск:
Изд-во ОмГТУ, 2002.-56 c.История электротехники/Под ред. И.А. Глебова – М.: Издательство
МЭИ, 1999. – 524с.
3. Быстрицкий Г. Ф. Основы энергетики: учеб. для вузов по направлениям 654500
"Электротехника, электромеханика и электротехнология" и 650900 "Электроэнергетика"/ Г. Ф.
Быстрицкий. -М.: ИНФРА-М, 2006.-276, [1] с.Основы энергетики: Учеб. для вузов по
направлениям 654500 "Электротехника, электромеханика и электротехнология" и 650900
"Электроэнергетика"/ Г. Ф. Быстрицкий. - М. : ИНФРА-М, 2006. - 276, [1] с
9.2. Дополнительная литература
1. Фортов, В. Е. Энергетика в современном мире [Текст] / В. Е. Фортов, О. С. Попель. Долгопрудный : Интеллект, 2011. - 167 с. – 12 экз.
2. Роза А.В. Возобновляемые источники энергии. Физико-технические основы [текст] : учеб.
пособие / А. да Роза ; пер с англ. Под ред. С.П. Малышенко, О.С. Попеля. – М: Изд-во МЭИ,
2010. – 702, [1] с. – 25 экз.
3. Основы сосавления главных схем электрических подстанций [Текст] : учеб. Пособие / М.Ю.
Николаев [и др.]. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. – 87, [1] с. – (144+ЭБС) экз.
4. Бейербах В. А. Инженерные сети, инженерная подготовка и оборудование территорий,
зданий и стройплощадок: учеб. пособие для образоват. учреждений сред. проф. образования по
специальности 2902 "Строительство зданий и сооружений"/ В. А. Бейербах; Под ред. С. Н.
Мацынина. -Ростов н/Д: Феникс, 2004.-638 с. Инженерные сети, инженерная подготовка и
оборудование территорий, зданий и стройплощадок [Текст] : учеб. пособие для образоват.
учреждений сред. проф. образования по специальности 2902 "Строительство зданий и
сооружений" / В. А. Бейербах; Под ред. С. Н. Мацынина. - Ростов н/Д : Феникс, 2004. - 638 с. :
рис., табл. - (СПО).
5. Тепловое оборудование тепловых электрических станций : метод. указания к практ.
работам/ ОмГТУ; сост. В. Д. Галдин. -Омск: Изд-во ОмГТУ, 2003.-27 с.
9.3. Периодические издания
3.1. «Промышленная энергетика». 2001-2012.
3.2. «Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии». 2006-2012.
3.3. «Электричество». 1989-2012.
9.4. Информационные ресурсы
1. ЭБС «АРБУЗ»
2. Научная электронная библиотека elibrary.ru
3. Интегрум.
4. Научная электронная библиотека elibrary.ru
С полным перечнем методических указаний для практических занятий, лабораторного
практикума и выполнения СРС можно ознакомиться на сайте кафедры: www.omgtu.ru (Общая
информация – Факультеты (ЭнИ)- Кафедра ЭсПП)
Согласовано:
Библиотека ОмГТУ
______________________________
(штамп КО и подпись зам. директора библиотеки)
10
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа