Рабочая программа учебной дисциплины «насосы и насосные установки». Цикл

Вид материала

Рабочая программа

Содержание Часть цикла Часов (всего) по учебному плану Лабораторные работы Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего) 1. Цели и задачи освоения дисциплины 2. Место дисциплины в структуре ооп впо 3. Результаты освоения дисциплины 4. Структура и содержание дисциплины 4.2. Содержание лекционно-практических форм обучения 2. Основные сведения о номенклатуре лопастных насосов. 3. Кавитация в лопастных насосах. 4. Конструкции лопастных насосов. 5. Теория, основы расчёта и проектирования рабочих органов. 6. Усилия, действующие на рабочее колесо и ротор насоса. 4.2.2. Практические занятия: «Учебным планом не предусмотрены». 4.2.4. Расчетные задания учебным планом не предусмотрены. 5. Образовательные технологии Практические занятия Самостоятельная работа 6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины ... Полное содержание

Подобный материал:

• Насосы и насосные станции, 183.77kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины «надежность систем энергоснабжения» Цикл, 137.12kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины "электротехника и электроника" Цикл, 237.5kb.
• Рабочая учебная программа предмета компрессорные и насосные установки по профессии, 161.94kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины насосы и насосные станции основной образовательной, 337.32kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины насосы и насосные станции основной образовательной, 283.29kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины "тепломассообмен" Цикл, 224.46kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины "автоматизация электроэнергетических систем" Цикл, 179.92kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины "перенапряжения и координация изоляции" Цикл, 232.54kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины «технологические энергоносители и энергосистемы, 188.29kb.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)


ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ (ИЭЭ)
___________________________________________________________________________________________________________


Направление подготовки: 140400 «Электроэнергетика и электротехника»

Программа подготовки: Гидроэнергетические установки

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«НАСОСЫ И НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ».

Цикл:	общенаучный
Часть цикла:	Вариативная
№ дисциплины по учебному плану:	ИЭЭ; М.1.4
Часов (всего) по учебному плану:	144
Трудоемкость в зачетных единицах:	4	1 семестр - 4
Лекции	36 часов	1 семестр
Практические занятия
Лабораторные работы	18 часов	1 семестр
Расчетные задания, рефераты
Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)	90 часов
Экзамен		1 семестр

Москва – 2011


1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Целью дисциплины является усвоение студентами знаний о законах движения жидкостей, приобретение умений и навыков решения прикладных вопросов гидромеханики для проектирования и эксплуатации гидроэлектростанций.


По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

• методику проведения библиографической работы с привлечением современных информационных технологий, основы анализа, синтеза и критического осмысления информации (ОК-9).
  
• естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-5);
  
• риски и возможные меры по обеспечению безопасности разрабатываемых новых технологий, электроэнергетических объектов и электротехнических изделий (ПК-39);
  

• самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение, в том числе с помощью информационных технологий (ОК-6);
  
• определять эффективные производственно-технологические режимы работы объектов электроэнергетики и электротехники (ПК-23);
  
• проводить поиск по источникам патентной информации, определять патентную чистоту разрабатываемых объектов техники, подготавливать первичные материалы к патентованию изобретений, регистрации программ для ЭВМ и баз данных (ПК-43);
  

• способностью использовать представление о методологических основах научного познания и творчества, роли научной информации в развитии науки (ОК-8);
  
• способностью применять методы создания и анализа моделей, позволяющих прогнозировать свойства и поведение объектов профессиональной деятельности (ПК-13);
  
• способностью планировать и ставить задачи исследования, выбирать методы экспериментальной работы, интерпретировать и представлять результаты научных исследований (ПК-37);
  

Задачами дисциплины являются:

• дать информацию о методиках расчета сложных гидравлических систем с лопастными насосами, в том числе на основе использования сетевых законов Кирхгофа;
  
• познакомить обучающихся с основными типами лопастных насосов, их рабочих полей и особенностями применения;
  
• дать представление об условиях эксплуатации насосного оборудования в основных видах гидравлических систем (питательной воды, конденсата, технического водоснабжения, теплоснабжения и охлаждения реактора);
  
• дать информацию о параметрах и особенностях конструкций насосного оборудования, используемого в указанных выше системах;
  
• научить принимать и обосновывать технические решения при выборе насосов для работы в конкретных системах;
  
• дать информацию о методах расчета и проектирования основных рабочих органов насосов;
  
• познакомить с применяемыми способами оценки гидравлических усилий, возникающих при работе насоса, методами их уменьшения и восприятия;
  
• научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при подборе лопастных насосов для различных условий эксплуатации.
  

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО


Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла основной образовательной программы подготовки магистров по профилю «Гидроэнергетические установки» направления подготовки 140400 «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Гидромеханика», «Основное энергетическое оборудование установок нетрадиционной и возобновляемой энергетики»

Знания, полученные при освоении дисциплины, необходимы при изучении дисциплин «Проектирование ГЭУ», «Гидроаккумулирующие станции» и выполнении выпускной квалификационной работы (магистрской диссертации) по направлению «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА».


3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


В результате освоения учебной дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

• методику проведения библиографической работы с привлечением современных информационных технологий, основы анализа, синтеза и критического осмысления информации (ОК-9).
  
• естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-5);
  
• риски и возможные меры по обеспечению безопасности разрабатываемых новых технологий, электроэнергетических объектов и электротехнических изделий (ПК-39);
  

Уметь:

• самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение, в том числе с помощью информационных технологий (ОК-6);
  
• определять эффективные производственно-технологические режимы работы объектов электроэнергетики и электротехники (ПК-23);
  
• проводить поиск по источникам патентной информации, определять патентную чистоту разрабатываемых объектов техники, подготавливать первичные материалы к патентованию изобретений, регистрации программ для ЭВМ и баз данных (ПК-43);
  

Владеть:

• способностью использовать представление о методологических основах научного познания и творчества, роли научной информации в развитии науки (ОК-8);
  
• способностью применять методы создания и анализа моделей, позволяющих прогнозировать свойства и поведение объектов профессиональной деятельности (ПК-13);
  
• способностью планировать и ставить задачи исследования, выбирать методы экспериментальной работы, интерпретировать и представлять результаты научных исследований (ПК-37);
  

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.

№ п/п	Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации (по семестрам)	Всего часов на раздел	Семестр	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)				Формы текущего контроля успеваемости (по разделам)
				лк	пр	лаб	сам.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Гидравлический расчет сложных насосных систем	12	1	4		2	6	Опрос
2	Основные сведения о номенклатуре лопастных насосов	20	1	6		4	10	Защита лабораторной работы
3	Кавитация в лопастных насосах	12	1	4		2	6	Защита лабораторной работы
4	Конструкция лопастных насосов	20	1	6		4	10	Опрос
5	Теория, основы расчета и проектирования рабочих органов	20	1	8		2	10	Защита лабораторной работы
6	Усилия, действующие на рабочее колесо и ротор насоса	22	1	8		4	10	Тест
	Зачет	2	1	-	-	-	2	Подготовка к зачету
	Экзамен	36	1	-	-	-	36	Устный
	Итого:	144		36		18	90

4.2. Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции:

1. Гидравлический расчет сложных насосных систем.

Классификация гидравлических систем (ГС). Элементы ГС и их гидравлические характеристики. Задачи гидравлического расчета. Методы гидравлического расчета простых насосных ГС. Последовательное и параллельное соединение насосов, области применения. Эквивалентирование элементов ГС. Источники и потребители энергии. Графо-аналитический метод гидравлического расчета сложных ГС, его достоинства и недостатки, область применения. Гидравлический расчет сложных ГС с использованием сетевых законов Кирхгофа.

2. Основные сведения о номенклатуре лопастных насосов.

Основные технические параметры лопастных насосов. Характеристики насосов. Виды характеристик. Область целесообразного использования насоса при эксплуатации.

Типоразмер лопастного насоса и его рабочее поле. Основы и способы образования полей Q-Н. Сводный график рабочих полей и теоретиче­ские основы его построения. Стандартизация и унификация лопастных на­сосов. Отечественные и международные стандарты.

Некоторые вопросы эксплуатации лопастных насосов. Работа насоса в разветвлённой гидросистеме. Приведенная характеристика гидросистемы. Рабочий режим насо­са. Устойчивая и неустойчивая работа насоса в гидросистеме. Пуск насо­са. Методы оптимального регулирования подачи.

3. Кавитация в лопастных насосах.

Явление кавитации, её физическая сущность. Условия и способы обеспечения бескавитационной работы насоса при различных способах регулирования. Подобие кавитационных явлений. Коэффициенты кавитации  и С кр.

Влияние температуры и физических свойств жидкости на кавитационные характеристики.

4. Конструкции лопастных насосов.

Лопастной насос как технический объект (система), его надсистемы и подсистемы. Насосные агрегаты. Разнообразие перекачиваемых насосами жидкостей, условий работы, предъявляемых требований. Основные узлы и детали насосов. Типы конструктивного исполнения насосов; консольные, с рабочим колесом двустороннего всасывания, вертикальные, осевые, диа­гональные, многоступенчатые со спиральными отводами и секционные с на­правляющими аппаратами. Моноблочные насосные агрегаты. Линейные насосы. Конструктивные схемы, диапазоны использования по параметрам, маркировка.

5. Теория, основы расчёта и проектирования рабочих органов.

Физическая модель двумерного потока жидкости в рабочем колесе. Согласование экспериментальных данных с результатами расчётов. Кинема­тика потока в каналах рабочего колеса в расчётном и нерасчётных режи­мах. Недоворот потока на выходе и скос потока на входе в рабочее колесо.

Назначение и виды отводов. Требования, предъявляемые к отводам. Физическая модель течения в расчётном режиме. Потери энергии в отводе и их роль в балансе энергии насоса. Влия­ние спирального отвода на положение оптимального режима на характерис­тике насоса. Двухзавитковые спирали. Спиральные камеры с перегородкой.

Назначение и виды подводов. Требования, предъявляемые к подводам. Осевые подводы: конический конфузор, коноидальный подвод, изогнутая всасывающая труба. Боковые подводы: кольцевой, симметричный, полуспиральный, спиральный. Анализ соответствия этих подводов предъ­являемым требованиям. Области применения различных видов подводов.

6. Усилия, действующие на рабочее колесо и ротор насоса.

Радиальные силы, их причины и расчёт. Определение эквивалентных радиальных усилий при расчёте вала на прогиб и при выборе подшипников. Расчётные схемы валов для насосов с различными типами конструктивного исполнения.

Осевая сила, действующая на рабочее колесо. Распределение давления в боковых полостях насоса и его зависимость от наличия и величины уте­чки. Интегральная осевая сила на рабочем колесе и способы ее снижения. Конструкции и расчет элементов разгрузочных устройств и определение остаточной осевой силы. Зависимость осевой силы от давления на входе в насос. Разгрузка вала многоступенчатого насоса от осевой силы.


4.2.2. Практические занятия: «Учебным планом не предусмотрены».

4.2.3. Лабораторные работы

1 семестр

№ 1. Изучение центробежного насоса с частотно-регулируемым приводом (ЧРП);

№ 2. Работа насоса с ЧРП в предельных режимах;

№ 3. Работа насоса в режиме с постоянной характеристикой;

№ 4. Работа насоса в режиме поддержания постоянного давления;

№ 5. Работа насоса в режиме дистанционного управления от ПК.


4.2.4. Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.


4.2.5. Курсовые проекты и курсовые работы

«Учебным планом не предусмотрены».


5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся, как в традиционной форме, так и в форме лекций с использованием компьютерных презентаций.

Практические занятия отсутствуют.

Лабораторные занятия проводятся в традиционной форме на лабораторном стенде центробежного насоса с частотно-регулируемым приводом и включают предварительную подготовку с соответствующей аттестацией знаний.

При обработке экспериментов студенты используют сервисные компьютерные программы MathCAD, MathLab, а также программные продукты кафедры Гидромеханики и гидромашин по некоторым работам. Все необходимые программные продукты установлены в вычислительной лаборатории кафедры Гидромеханики и гидромашин.

Самостоятельная работа включает подготовку к лабораторным занятиям, оформление отчетов по лабораторным работам, подготовку к защите лабораторных работ, изучение информационных ресурсов, подготовку к зачету и экзамену.


6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются тесты, устный опрос, защиты лабораторных работ.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за зачет определяется как среднеарифметическая оценок за защиту лабораторных работ.

В приложение к диплому вносится оценка за экзамен.


7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Будов В.М. Насосы АЭС. Учеб. пособие для вузов. М. Энергоатомиздат, 1986. 408 с.

2. Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод. Учебное пособие./Под. ред. Стесина С.П. – М.: Изд. Центр "Академия". 2005.

3. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы Учебник для машиностроительных вузовБашта Т.М., Руднев С.С. и др.М. Машиностроение, 1982. 423 с.

4. Малюшенко В.В., Михайлов А.К. Энергетические насосы. Справочное пособие.  М.: Энергоиздат, 1981.  200 с.

б) дополнительная литература:

1. Лопастные насосы Справочник  Зимницкий В.А., Каплун А.В., Папир А.Н., Умов В.А. Под общ. ред. Зимницкого В.А. и Умова В.А.  Л.: Машиностроение, 1986. 334 с.

2. Малюшенко В.В. Динамические насосы Атлас. М. Машиностроение, 1982.  84с.

3. Марцинковский В.А., Ворона П.Н. Насосы атомных электростанций.  М.: Энергоатомиздат, 1987.  256 с.

4. Митенков Ф.М., Новинский Э.Г., Будов В.М. Главные циркуляционные насосы АЭС. М.:  Энергоатомиздат, 1984.  320 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

rpma.org.ru , vuzkniga.ru

б) другие:

Каталоги и проспекты российских и зарубежных насосостроительных фирм.


8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для презентации лекций, и компьютерный класс, оснащенный компьютерами с программным обеспечением для проведения тестирования. Для проведения лабораторных работ предусмотрено использование учебных стендов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» и профилю подготовки "Гидроэнергетические установки".


ПРОГРАММУ СОСТАВИЛИ:

к.т.н., доцент Орахелашвили Б.М.


"СОГЛАСОВАНО":

Зав. кафедрой НВИЭ

д.т.н. профессор Мисриханов М.Ш.


"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ГГМ

к.т.н., доцент Грибков А.М.