Файл: Рабочая программа дисциплины (модуля) в. 01. 05 Теория и техника теплотехнического эксперимента.pdf

ных, анализа данных измерений и генера­
ции отчета в виде блок-схем или блок- диаграмм;
- оптимизировать и автоматизировать экс­
периментальные ис­
следования теплотех­
нических процессов и объектов.
чета в виде блок-схем или блок-диаграмм;
- оптимизировать и авто­
матизировать экспери­
ментальные исследования теплотехнических про­
цессов и объектов.
ных, анализа данных из­
мерений и генерации от­
чета в виде блок-схем или блок-диаграмм;
- оптимизировать и авто­
матизировать экспери­
ментальные исследования теплотехнических про­
цессов и объектов.
генерации отчета в виде блок-схем или блок- диаграмм;
- оптимизировать и авто­
матизировать эксперимен­
тальные исследования теплотехнических процес­
сов и объектов.
виде блок-схем или блок- диаграмм;
- оптимизировать и авто­
матизировать экспери­
ментальные исследования теплотехнических про­
цессов и объектов.
1-6
Владеть: - аппаратом математической стати­
стики и типовыми ста­
тистическими мето­
дами обработки опыт­
ных данных, позволя­
ющими принимать обоснованные реше­
ния
Обучающийся демон­
стрирует фрагментарные навыки владения - аппа­
ратом математической статистики и типовыми статистическими мето­
дами обработки опытных данных, позволяющими принимать обоснованные решения
Обучающийся демон­
стрирует в целом успеш­
ное, но несистематиче­
ское применение навыков владения - аппаратом ма­
тематической статистики и типовыми статистиче­
скими методами обра­
ботки опытных данных, позволяющими прини­
мать обоснованные реше­
ния
Обучающийся демонстри­
рует в целом успешные, но содержащие опреде­
ленные пробелы примене­
ния навыков владения - аппаратом математиче­
ской статистики и типо­
выми статистическими методами обработки опытных данных, позво­
ляющими принимать обоснованные решения
Обучающийся демон­
стрирует успешное и си­
стематическое примене­
ние навыков владения - аппаратом математиче­
ской статистики и типо­
выми статистическими методами обработки опытных данных, позво­
ляющими принимать обоснованные решения пк-
3 1-6
Знать: методы проек­
тирования и монито­
ринга зданий и соору­
жений, их конструк­
тивные элементы, включая методы рас­
четного обоснования, в том числе с исполь­
зованием универсаль­
ных и специализиро­
ванных программно­
вычислительных ком­
плексов и систем.
Обучающийся демон­
стрирует фрагментарные знания методов проекти­
рования и мониторинга зданий и сооружений, их конструктивных элемен­
тов, включая методы рас­
четного обоснования, в том числе с использова­
нием универсальных и специализированных про­
граммно-вычислительных комплексов и систем.
Обучающийся демон­
стрирует в целом успеш­
ные, но неполные пред­
ставления о методах про­
ектирования и монито­
ринга зданий и сооруже­
ний, их конструктивных элементов, включая ме­
тоды расчетного обосно­
вания, в том числе с ис­
пользованием универ­
сальных и специализиро­
ванных программно-
Обучающийся демон­
стрирует в целом успеш­
ные, но содержащие определенные пробелы в знаниях методов проек­
тирования и мониторинга зданий и сооружений, их конструктивных элемен­
тов, включая методы рас­
четного обоснования, в том числе с использова­
нием универсальных и специализированных
Обучающийся демон­
стрирует сформирован­
ные систематические представления о методах проектирования и мони­
торинга зданий и соору­
жений, их конструктив­
ных элементов, включая методы расчетного обос­
нования, в том числе с использованием универ­
сальных и специализиро­
ванных программно-
17

вычислительных ком­
плексов и систем.
программно­
вычислительных ком­
плексов и систем.
вычислительных ком­
плексов и систем.
1-6
Уметь: применять ме­
тоды проектирования и мониторинга зданий и сооружений, их кон­
структивные элемен­
ты, включая методы расчетного обоснова­
ния, в том числе с ис­
пользованием универ­
сальных и специали­
зированных програм­
мно-вычислительных комплексов и систем.
Обучающийся демон­
стрирует фрагментарные умения применять мето­
ды проектирования и мо­
ниторинга зданий и со­
оружений, их конструк­
тивные элементы, вклю­
чая методы расчетного обоснования, в том числе с использованием уни­
версальных и специали­
зированных программно­
вычислительных ком­
плексов и систем.
Обучающийся демон­
стрирует в целом успеш­
ное, не несистематиче­
ское использование уме­
ния применять методы проектирования и мони­
торинга зданий и соору­
жений, их конструктив­
ные элементы, включая методы расчетного обос­
нования, в том числе с использованием универ­
сальных и специализиро­
ванных программно­
вычислительных ком­
плексов и систем..
Обучающийся демонстри­
рует в целом успешные, но содержащие опреде­
ленные пробелы в умении применять методы проек­
тирования и мониторинга зданий и сооружений, их конструктивные элемен­
ты, включая методы рас­
четного обоснования, в том числе с использовани­
ем универсальных и спе­
циализированных про­
граммно-вычислительных комплексов и систем.
Обучающийся демон­
стрирует сформированное умение применять мето­
ды проектирования и мо­
ниторинга зданий и со­
оружений, их конструк­
тивные элементы, вклю­
чая методы расчетного обоснования, в том числе с использованием уни­
версальных и специали­
зированных программно­
вычислительных ком­
плексов и систем.
1-6
Владеть: методами проектирования и мо­
ниторинга зданий и сооружений, их кон­
структивных элемен­
тов, включая методы расчетного обоснова­
ния, в том числе с ис­
пользованием универ­
сальных и специали­
зированных програм­
мно-вычислительных комплексов и систем.
Обучающийся демон­
стрирует фрагментарные навыки владения мето­
дами проектирования и мониторинга зданий и сооружений, их кон­
структивных элементов, включая методы расчет­
ного обоснования, в том числе с использованием универсальных и специа­
лизированных программ­
но-вычислительных ком­
плексов и систем.
Обучающийся демон­
стрирует в целом успеш­
ное, но несистематиче­
ское применение навыков владения методами про­
ектирования и монито­
ринга зданий и сооруже­
ний, их конструктивных элементов, включая ме­
тоды расчетного обосно­
вания, в том числе с ис­
пользованием универ­
сальных и специализиро­
ванных программно­
вычислительных ком­
плексов и систем.
Обучающийся демонстри­
рует в целом успешные, но содержащие опреде­
ленные пробелы примене­
ния навыков владения методами проектирования и мониторинга зданий и сооружений, их конструк­
тивных элементов, вклю­
чая методы расчетного обоснования, в том числе с использованием универ­
сальных и специализиро­
ванных программно­
вычислительных комплек­
сов и систем.
Обучающийся демон­
стрирует успешное и си­
стематическое примене­
ние навыков владения методами проектирования и мониторинга зданий и сооружений, их кон­
структивных элементов, включая методы расчет­
ного обоснования, в том числе с использованием универсальных и специа­
лизированных программ­
но-вычислительных ком­
плексов и систем.
18

3. Типовые контрольные задания и иные материалы, необходимые для оценки зна­
ний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующие этапы формиро­
вания компетенций в процессе освоения образовательной программы.
3.1. Ф орм ы т екущ его к о н т р о л я усп ева ем о ст и
Таблица 14
№ раздела (-
ов)
(этапа формирования компетенции)
№ (указать
вид)занятия
Наименование оценочного средства
(решение задач, контрольная работа, отчет по лабораторным работам, тестирование, курсовая работа (проект), реферат и др.)
Код
контролируемо
й компетенции
1
2
3
4
1-5
П.з. № 14
Защита курсового проекта
«Рациональное планирование эксперимента», «Постановка и проведение теплотехнического эксперимента»
ОПК-11,ПК-3 1-6
Л.з. № 1-6
Отчет по лабораторным работам
ОПК-11,ПК-3
Образец задания на курсовое проектирование
Тематика курсового проекта: «Рациональное планирование эксперимента».
В разработку курсового проекта входит:
Планирование и постановка эксперимента по теме научной работы магистранта.
Исходные данные задаются индивидуально для каждого магистранта.
Состав курсового проекта входит:
- расчетно-пояснительная записка (10-20 стр.);
- программно-расчетный модуль, созданный с помощью свободного программного обеспечения;
- графическая часть - 2 листа стандартного формата (АЗ).
Исходные данные
Экспериментальная установка представляет собой аэродинамическую трубу открыто­
го типа с рабочим участком прямоугольного поперечного сечения 85 на 58 мм и длиной
95 мм. Перед рабочим участком установлен конфузор для обеспечения равномерного рас­
пределения скорости в сечении набегающего потока.
Исследуемая поверхность, расположенная в плоскопараллельном канале аэродинами­
ческой трубы, состоит из медной пластины-основы (рис.1), толщиной
= 3 мм, линей­
ными размерами
70x70 мм, на которую припаяны ребра с ша­
гом1- —
3,45, 6,9,10,35 мм
высотой " — 35 мм и толщиной ^ — 1,4 мм. Исследова­
ния проводились для неразрезного ребра и разрезного при двух относительных глубин разрезки ребра:
—
0,4,0,8
19

3
3
3
Рис. 1. Исследуемая поверхность
Эксперимент проводится для скорости набегающего потока 5, 10 и 15 м/с, с темпера­
турой 15, 20, 25
Весь последующий анализ мы проведем для четырех первичных независимых друг от друга факторов: относительной глубины разрезки ребра
; скорости набегающего по­
тока
, его температуры Т; шага ребра , каждый из которых принимает по 3 значения.
Задание
Построить комбинационный квадрат для планирования многофакторного экспери­
мента
Привести общий способ построения комбинационного квадрата.
Построить большой комбинационный квадрат для 3 (4, 5) параметров каждого задава­
емого фактора рядом
Построить средний квадрат в соответствии с различными сочетаниями первичных факторов.
Образец отчета по лабораторной работе
№ 1
БЕСКОНТАКТНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ В
НАПОРНЫХ И БЕЗНАПОРНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ
Цель работы: овладение бесконтактными методами измерения расхода жидкости в напорных и безнапорных трубопроводах, выбор тех или иных способов измерения.
Содержание работы: ультразвуковые методы измерения расхода, корреляционный метод, импульсный метод, метод основанный на использовании эффекта Доплера, изме­
рение расхода жидкости в безнапорных каналах и трубопроводах
КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Измерение расхода по частоте применения занимает в настоящее время второе место после измерений температуры, что составляет ориентировочно 25% всех промышленных измерений. В настоящее время наиболее перспективными являются методы измерения с использованием акустических волн. Это обусловлено тем, что акустические колебания и волны являются универсальными носителями информации о состоянии различных объек­
тов. Безопасность и простота излучения-приема акустических, в основном ультразвуко­
вых (УЗ), волн в сочетании со способностью распространяться практически в любых сре­
дах позволяют применять УЗ-методы для измерения расстояния, расхода, давления, плот­
ности и других параметров контролируемых сред. Однако основным достоинством УЗ- методов является возможность бесконтактного измерения расстояния и расхода.
Для измерения расхода жидкостей в напорных трубопроводах наиболее часто при­
меняются врезные ультразвуковые расходомеры, поскольку их принято считать более точными по сравнению с расходомерами, которые устанавливаются на внешней поверх­
ности трубопровода (с накладными УЗ-преобразователями). Однако в последние десять лет были созданы достаточно надежные и точные (с погрешностью измерения 2-5%) расходомеры с накладными УЗ-преобразователями, и сейчас они находят все более широ­
20

кое применение. Это обусловлено тем, что расходомеры с накладными датчиками не тре­
буют врезки в трубопровод, остановки технологических процессов, перекрытия вентилей и т. и., что особо ценно при экспресс-измерениях. Кроме того, не возникает падение дав­
ления в трубопроводе, нет влияния прибора на поток, отсутствует возможная коррозия
УЗ-преобразователей. Эти приборы отличает простота установки, переноса и замены УЗ- датчиков. Накладные УЗ-преобразователи имеют специальную систему крепления, в ко­
торую входят цепи или магниты, и могут монтироваться на действующих трубопроводах в течение 10-20минут.
УЗ-преобразователями обеспечивает значительную экономию затрат, так как стои­
мость установки врезных расходомеров может быть сравнима со стоимостью самих рас­
ходомеров, а для трубопроводов больших диаметров - и превосходить ее. Кроме то го, расходомеры с накладными УЗ-преобразователями позволяют проводить измерение рас­
хода жидкости, протекающей в чугунных, пластмассовых, стеклянных трубопроводах, где применение врезных расходомеров существенно затруднено.
Принцип действия существующих в настоящее время расходомеров с накладными
УЗ-преобразователями базируется на трех различных методах измерения скорости потока:
-корреляционном, -с использованием эффекта Доплера, -время-импульсном.
Наибольшее распространен в последнее время получи время-импульсный метод. Это обусловлено его высокой точностью в широком диапазоне изменения расходов любых звукопроводящих сред с низким содержанием (порядка 1-3%) газообразных и твердых включений, малой инерционностью (0,1-1 с), возможностью измерения расхода пульси­
рующих и импульсных потоков, высокой чувствительностью к изменению скорости пото­
ка (1-2мм/с). Поскольку излучение УЗ-колебаний происходит короткими импульсами, длительность которых на 2-3 порядка меньше периода их повторения, появляется воз­
можность вкладывать в каждый акустический импульс достаточно высокий уровень энер­
гии при относительно небольшой средней мощности, затрачиваемой на излучение УЗ- колебаний (энергопотребление у время-импульсных расходомеров примерно в 2-4 раза ниже, чем у расходомеров с использованием эффекта Доплера). Последнее имеет суще­
ственное значение при вводе акустических колебаний в поток жидкости непосредственно через стенку трубопровода, так как большое различие акустических сопротивлений кон­
тролируемой среды и материала трубопровода обусловливает низкий КПД передачи энер­
гии УЗ-колебаний.
УСТРОЙСТВО ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ И ПРИБОРОВ
В данной лабораторной работе используется стационарный импульсный расходомер стационарный расходомер во взрывозащищенном исполнении dmtf-b-ex. Данный расхо­
домер устанавливает стационарно на трубопровод на специальных хомутах. Комплект по­
ставки включает: расходомер, накладные датчики с кабелем 8 метров (опция до 30 мет­
ров), хомуты из нержавейки, силиконовый гель, диск с ПО под Windows, документация, копия Сертификата Госстандарта РФ, гарантийный талон.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Произвести настройку прибора.
2. Снять показания с прибора и занести в таблицу.
3. Проанализировать полученные данные.
Таблица 1. Результаты опытов
№ п/п
Тип жидкости (газа)
Массовый расход СЫ,кг/ч
Объемный расход
Q
o
,
m
V
h
Контрольные вопросы
1. Что такое температура? Зачем она нужна?
2. Какие контактные методы измерения температуры вы знаете?
3. В чем состоит сущность бесконтактных методов измерения температуры?
4. На чем базируется принцип действия УЗ-преобразователей?
21

5. Какой метод в настоящее время получил большее распространение? Почему?
3.2. Формы промежуточной аттестации
ОПК-11, ПК-3
Вопросы к экзамену
1. Основные метрологические понятия.
2. Класс точности. Вариация и чувствительность приборов.
3. Классификация методов измерений.
4. Классификация измерительных приборов.
5. Термометры. Устройство. Принцип действия.
6
.
Дилатометрические и биметаллические термометры. Принцип действия.
7. Термоэлектрический метод измерения температуры.
8
.
Бесконтактные методы измерения температур.
9. Пирометры. Виды. Устройство. Принцип действия.
10. Классификация приборов для измерения давления.
11. Манометры. Виды. Устройство. Принцип действия.
12. Электрические манометры. Принцип действия.
13. Измерение расхода (газ, пар, жидкость). Установка датчиков.
14. Классификация методов и средств измерения расхода.
15. Виды погрешностей. Влияние погрешности на результаты эксперимента. Опреде­
ление погрешности эксперимента
16. Математическая обработка результатов эксперимента.
17. Графический анализ.
18. Статистические гипотезы и их проверка.
19. Дисперсионный и прогрессионный анализы.
20. Планирование эксперимента. Основные понятия и виды планов.
21. Рациональное планирование.
22. Планирование первого порядка.
23. Полный факторный эксперимент.
24. Дробный факторный эксперимент.
25. Планирование второго порядка.
26. Планирование экстремальных экспериментов.
27. Метод крутой восхождения.
28. Симплексное планирование.
29. Понятие о методе аналогий.
30. Виды аналогий используемых в научных исследованиях.
31. Электротепловая аналогия.
32. Электрогидравлическая аналогия.
22

Типовой экзаменационный билет (билеты прилагаются).
МИ Н ОБР НАУКИ РОС СИ 11
С А М А Р С К И Й федералыве государственное бюджепее образо1ательное у^ф ежденне
П О Л И Т Е Х высшего образования
С
п о р н ы й у н и в й р е НТО-
«Сансский государственный техюгсскнй инш ерснгег»
(ФГЪОУ ВО «СамГТУ»)
Кафедра
Теплогазоснабж ения и вент иляции
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №
по дисциплине (модулю)
Теория и техника теплотехнического эксперимента
Код направления подготовки (специальности) 08.04.01 Факультет ИСПОС Семестр 1 1. Основные метрологические понятия.
2. Виды погрешностей. Влияние погрешности на результаты эксперимента.
Определение погрешности эксперимента
Составил
Зеленцов Д.В.
Утверждаю:
Заведующий кафедрой __________
Н овопаиш на Н.А.
Д а т а (число, месяц, год)
_____________________________
Д а т а (число, месяц, год)
4. Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений,
навыков и (или) опыта деятельности, характеризующих этапы формирования ком­
петенций
а) оценивание знаний, умений, навыков, полученных на лабораторных занятиях
- отчет по лабораторной работе.
К р и т е р и и и ш к а л а о ц е н и ва н и я р е зу л ь т а т о в и зуч ен и я д и с ц и п л и н ы
во врем я ла б о р а т о р н ы х з а н я т и й — о т ч ет п о ла б о р а т о р н о й р а б о т е
______________
(т ек ущ и й к о н т р о ль усп ева ем о ст и )
______________
Критерии оценки отчет по лабораторной работе
Ш кала оценивания
в системе «не за­
чтено — зачтено»
Работа выполнена не полностью, или объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов, или если опыты, измерения, вычис­
ления, наблюдения производились неправильно.
не зачтено
Работа выполнена не полностью, но объем выполненной ее части позволяет получить правильный результат и вывод, или если в ходе проведения опыта и измерения были допущены ошибки.
зачтено
Работа выполнена в полном объеме с соблюдениебм необходимой последова­
тельности проведения опытов и измерений, самостоятельно и рационально монтирует необходимое оборудование, все опыты проводит в условиях и ре­
жимах, обеспечивающих получение правильных результатов и выводов, со­
блюдает требования правил техники безопасности, правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, правильно вы­
полняет анализ погрешностей, но было допущено два- три недочета, не более
зачтено
23