Рабочая программа учебной дисциплины " Тепломассоперенос в установках водородной и электрохимической энергетики "



Скачать 125.58 Kb.
Дата09.01.2013
Размер125.58 Kb.
ТипРабочая программа
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ проблем энергетической эффективности
___________________________________________________________________________________________________________


Направление подготовки: 140100 - Теплоэнергетика и теплотехника

Магистерская программа: Автономные энергетические системы. Водородная и электрохимическая энергетика.

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

" Тепломассоперенос в установках водородной и электрохимической энергетики "


Цикл:

Математический и естественнонаучный




Часть цикла:

По выбору




дисциплины по учебному плану:

ИПЭЭф; М2, 12.1




Часов (всего) по учебному плану:

180




Трудоемкость в зачетных единицах:

5

1 семестр

Лекции

36 час

1 семестр

Практические занятия

18 час

1 семестр

Лабораторные работы







Расчетные задания, рефераты

40 час самостоят. работы

1 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

126 час




Экзамены







Курсовые проекты (работы)









Москва - 2011

1.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Целью дисциплины является изучение основных понятий и законов электрохимии, в частности, вопросов электрохимии, составляющих базу теоретических основ химических источников тока

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

  • использовать углубленные знания в области естественнонаучных и гуманитарных дисциплин в профессиональной деятельности (ПК-1);

  • использовать углубленные теоретические и практические знания, которые находятся на передовом рубеже науки и техники в области профессиональной деятельности (ПК-2);

  • демонстрировать навыки работы в коллективе, готовностью генерировать (креативность) и использовать новые идеи (ПК-3);

  • находить творческие решения профессиональных задач, готовностью принимать нестандартные решения (ПК-4);

  • анализировать естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-5);

  • оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-8);

  • использовать современные и перспективные компьютерные и информационные технологии (ПК-9);

  • формулировать задания на разработку проектных решений, связанных с модернизацией технологического оборудования, мероприятиями по улучшению эксплуатационных характеристик, повышению экологической безопасности, улучшению условий труда, экономии ресурсов (ПК-10);

  • к определению показателей технического уровня проектируемых объектов или технологических схем (ПК-11);

  • к определению потребности производства в топливно-энергетических ресурсах, подготовке обоснований технического перевооружения, развития энергохозяйства, реконструкции и модернизации предприятий - источников энергии и систем энергоснабжения (ПК-19);

  • к обоснованию мероприятий по экономии энергоресурсов, разработке норм их расхода, расчету потребностей производства в энергоресурсах (ПК-20);

  • использовать современные достижения науки и передовой технологии в научно-исследовательских работах (ПК-22);

  • планировать и ставить задачи исследования, выбирать методы экспериментальной работы, интерпретировать и представлять результаты научных исследований, давать практические рекомендации по их внедрению в производство (ПК-23);

  • представлять результаты исследования в виде отчетов, рефератов, научных публикаций и на публичных обсуждениях (ПК-24);



Задачами дисциплины являются

  • познакомить обучающихся с основными понятиями и законами переноса тепла и массы в электрохимических устройствах;

  • показать влияние процессов тепломассопереноса на характеристики электрохимических устройств;

  • научить производить расчеты процессов переноса тепла и массы в электрохимических устройствах, научить проводить выбор конструкции и ее оптимизацию по результатам расчетов тепломассопереноса.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части, дисциплины по выбору, профессионального цикла М.2 программы подготовки магистров «Автономные энергетические системы. Водородная и электрохимическая энергетика» направления 140100 Теплоэнергетика и теплотехника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Электрохимия", «Математика», «Физическая химия».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

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

Знать:

  • основы процессов тепломассообмена в установках водородной энергетики, электрохимических реакторах, аккумуляторах, первичных элементах, топливных элементах, электрохимических энергоустановках;

  • источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по тепломассообмену в установках водородной энергетики, электрохимических реакторах, аккумуляторах, первичных элементах, топливных элементах, электрохимических энергоустановках (ПК-17).


Уметь:

  • самостоятельно разбираться в методиках расчета и применять их для решения поставленной задачи (ОК-7);

  • осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы (ПК-6);

  • собирать и анализировать исходные данные для решения эадач тепломассопереноса с использованием современных методов поиска и обработки информации (ПК-8);

Владеть:

  • способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

  • готовностью к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3);

  • навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12);

  • терминологией в области тепломассопереноса (ОК-2);

  • навыками поиска информации о тепломассопереносе (ПК-6);

  • готовностью к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);


4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.



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

Основные понятия и действующие силы в процессах тепломассо-переноса. Механизмы тепломассопереноса, основные законы и методы расчета.

42




10

4




28

Тест на знание основных понятий, законов и методов расчета

2

Тепломассоперенос в первичных элементах и аккумуляторах.

18




2

2




14

Тест: основные процессы переноса тепла и массы

3

Тепломассоперенос в щелочных электро-лизерах воды, электро-лизерах с ТПЭ и высокотемпературных электролизерах

22




6

2




14

Контрольная работа: тепломассоперенос в электролизерах

4

Тепломассоперенос в низкотемпературных топливных элементах и топливных элементов с твердополимерным электролитом

38




6

4




28

Тест: тепломассоперенос в мембранах

5

Тепломассоперенос в высокотемпературных топливных элементах с оксидным электроли-том и с расплавленным электролитом.

40




8

4




28

Контрольная работа: Тепломассоперенос в высокотемператур-ных топливных элементах

6

Особенности функци-онирования установок водородной и электро-химической энергетики в условиях невесомости

18




4

2




12

Тест: влияние невесомости на пере-нос тепла и массы в энергоустановках




Зачет

2

1

--

--




2







Итого:

180

1

36

18




126





4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции
1. Роль тепломассопереноса в установках водородной и электрохимической энергетики

Определения. Сущность процессов тепломассопереноса. Особенности тепломассопереноса в электрохимических процессах. Основные понятия и действующие силы в процессах тепломассопереноса.

2. Основные типы установок водородной и электрохимической энергетики

Классификация химических источников тока (ХИТ). Особенности функционирования первичных элементов, аккумуляторов и топливных элементов с точки зрения процессов тепломассопереноса. Влияние процессов тепломассопереноса на оптимальную работу ХИТ.

3-5. Процессы тепломассопереноса в установках

водородной и электрохимической энергетики

Тепломассоперенос в жидкостях, газах и твердых телах. Механизмы тепломассопереноса, основные законы и методы расчета.

6. Тепломассоперенос в первичных элементах и аккумуляторах

Первичные элементы. Свинцово-кислотные аккумуляторы. Щелочные аккумуляторы.

7.Тепломассоперенос в электролизерах

Щелочные электролизеры воды различных типов – фильтрпрессные, монополярные.

8.Тепломассоперенос в электролизерах

Электролизеры с ТПЭ.

9.Тепломассоперенос в электролизерах

Высокотемпературные электролизеры с оксидным электролитом.

10. Тепломассоперенос в топливных элементах

Классификация топливных элементов (ТЭ). ТЭ с жидкими реагентами. Массоперенос в жидких реагентах. Влияние газообразных продуктов реакции на массоперенос в жидких реагентах.

11. Тепломассоперенос в топливных элементах

Низкотемпературные ТЭ с газовыми реагентами. Теория массопереноса в бипористых электродах.

12. Тепломассоперенос в топливных элементах

Топливные элементы с твердополимерным электролитом (ТПЭ). Массоперенос в ТПЭ.

13. Тепломассоперенос в топливных элементах

ТЭ с расплавленным электролитом.

14-16. Тепломассоперенос в топливных элементах

Высокотемпературные ТЭ с оксидным электролитом. Массовые балансы реагентов. Массоперенос внутри трубчатых элементов. Теплообмен внутри рабочей зоны. Тепловые режимы работы ВТТЭ. Структура рабочей зоны, определяемая процессами теплопереноса.

17-18. Особенности функционирования установок водородной

и электрохимической энергетики в условиях невесомости

Механизмы процессов тепломассопереноса в условиях отсутствия силы тяжести. Средства интенсификации процессов тепломассопереноса в условиях невесомости.


4.2.2. Практические занятия

1 семестр

Расчет коэффициента теплопередачи при вынужденном течении жидкости вдоль шероховатой поверхности

Расчет градиента концентрации при вынужденном течении жидкости вдоль шероховатой поверхности

Расчет теплового режима свинцово-кислотного аккумулятора

Расчет массового баланса установки производства водорода с высокотемпературным электролизером

Расчет диффузии газовых реагентов через пленку жидкого электролита

Расчет баланса воды в ТЭ с ТПЭ

Расчет коэффициентов теплопередачи при течении газовой смеси переменного состава в пучках трубчатых элементов

Расчет диффузионных потоков реагентов в пористых электродах ТОТЭ

Расчет поверхности теплообменника при сбросе тепла излучением в вакууме
4.3. Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.


4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.
4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в традиционной форме.

Практические занятия проводятся в форме семинаров.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, подготовку к зачету.

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

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос.

Аттестация по дисциплине – зачет.

В приложение к диплому вносится оценка, полученная на зачете.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Теория тепломассообмена. Под ред. А.И.Леонтьева. М. «Высшая школа», 1979

2. Г.Н.Волощенко, Н.В.Коровин, Ю.А.Славнов. Электролизеры и топливные элементы с твердооксидным электролитом и энергоустановки на их основе. М. МЭИ, 2010
б) дополнительная литература:

1. Р.Рид, Т.Шервуд. Свойства газов и жидкостей. Л. «Химия»,1971

2. В.К.Мигай, Э.В.Фирсова. Теплообмен и гидравлическое сопротивление пучков труб. Л. «Наука», 1986

3. А.В.Лыков. Тепломассообмен. М. «Энергия»,1978

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

1. Turbo Pascal 7.1

2. Delphi 6

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и проведения расчетов с использованием Turbo Pascal 7.1 и Delphi 6.

. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника» и профилю «Автономные энергетические системы».
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Г.Н.Волощенко


"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой химии и электрохимической энергетики

д.т.н., профессор Н.В.Кулешов

Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины \" Тепломассоперенос в установках водородной и электрохимической энергетики \" iconРабочая программа учебной дисциплины "тепломассоперенос в элементах теплотехнического оборудования"
Магистерская программа: Энергообеспечение предприятий. Тепломассообменные процессы и установки
Рабочая программа учебной дисциплины \" Тепломассоперенос в установках водородной и электрохимической энергетики \" iconРабочая программа учебной дисциплины «информатика» очная Форма обучения (очная, очно-заочная)
Рабочая программа учебной дисциплины «Информатика» предназначена для подготовки инженеров по специальности 250900 «Химическая технология...
Рабочая программа учебной дисциплины \" Тепломассоперенос в установках водородной и электрохимической энергетики \" iconРабочая программа учебной дисциплины "специальные главы электрохимии" Цикл: Профессиональный
Целью дисциплины является изучение основных понятий и законов электрохимии, составляющих базу теоретических основ химических источников...
Рабочая программа учебной дисциплины \" Тепломассоперенос в установках водородной и электрохимической энергетики \" iconСовершенствование электрохимических процессов водородной энергетики
Разpаботаны и описаны конструкции компактных и портативных электрохимических реакторов для водородной энергетики и метод магнитогидродинамического...
Рабочая программа учебной дисциплины \" Тепломассоперенос в установках водородной и электрохимической энергетики \" iconРабочая программа учебной дисциплины литература
Программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос) по всем...
Рабочая программа учебной дисциплины \" Тепломассоперенос в установках водородной и электрохимической энергетики \" iconРабочая программа учебной дисциплины «информатика» очно-заочная Форма обучения (очная, очно-заочная)
Рабочая программа учебной дисциплины «Информатика» предназначена для подготовки инженеров по специальности 200600 «Электроника и...
Рабочая программа учебной дисциплины \" Тепломассоперенос в установках водородной и электрохимической энергетики \" iconРабочая программа учебной дисциплины «история медицины»
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины вариативной части профессионального цикла студентам очной формы обучения...
Рабочая программа учебной дисциплины \" Тепломассоперенос в установках водородной и электрохимической энергетики \" iconРабочая программа учебной дисциплины «Охранительные обязательства»
Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины \" Тепломассоперенос в установках водородной и электрохимической энергетики \" iconРабочая программа учебной дисциплины «История отечественного права и государства»
Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины \" Тепломассоперенос в установках водородной и электрохимической энергетики \" iconРабочая программа учебной дисциплины «История и теория адвокатуры» «History and Theory of the Bar»
Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org