Сибирского отделения Российской академии наук (игд со ран)



Скачать 183,14 Kb.
Дата20.10.2016
Размер183,14 Kb.
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА

ИМ. Н.А. ЧИНАКАЛА


Сибирского отделения Российской академии наук

(ИГД СО РАН)









УТВЕРЖДАЮ







Врио директора ИГД СО РАН







академик РАН







______________ М.В. Курленя







«____» _______________ 201__ г.



Рабочая программа дисциплины
Вентиляторы главного проветривания
Направление подготовки

15.06.01 Машиностроение


Направленность (профиль)

Горные машины

Квалификация выпускника

Исследователь. Преподаватель-исследователь


Форма обучения: очная

Новосибирск 2015

СОДЕРЖАНИЕ
1. Цель освоения дисциплины..................................................................................................... 3

2. Место дисциплины в структуре образовательной программы............................................ 3

3. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине, соотнесенных с планируемыми результатами освоения образовательной программы.................................................. 3

4. Объем дисциплины и виды учебной работы………………………. .................................... 4

5. Разделы дисциплины и трудоемкость по видам учебных занятий...................................... 5

6. Содержание дисциплины, структурированное по темам (разделам) ..................................5

7. Формы проведения занятий…………………………………………………………..………7

8. Самостоятельная работа обучающихся…………………………………………………….. 8

9. Фонд оценочных средств......................................................................................................... 8

9.1 Паспорт фонда оценочных средств по дисциплине ........................................................... 8

9.2 Типовые контрольные задания или иные материалы ........................................................ 9

10. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины ........................... 10

10.1 Основная литература ...…………… ................................................................................. 11

10.2 Дополнительная литература……………... ...................................................................... 11

10.3 Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет", необходимых для освоения дисциплины ............................................................................................ 11

11. Информационные технологии, используемые при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, в т.ч. программное обеспечение…................................................ 11

12. Материально-техническое обеспечение дисциплины....................................................... 12


  1. Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины: формирование у аспирантов углубленных профессиональных знаний основ проектирования и исследования вентиляторов главного проветривания шахт, рудников и метрополитенов.




  1. Место дисциплины в структуре образовательной программы

Дисциплина отнесена к элективным дисциплинам вариативной части Блока 1 «Дисциплины (модули)» программы подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре.

Для освоения данной дисциплины обучаемый должен:

Знать теоремы и методы теоретической механики в объеме, предусмотренном образовательным стандартом по направлению 170100 «Горные машины и оборудование»

Уметь составлять дифференциальные уравнения движения механической системы.

Владеть численными методами решения систем дифференциальных уравнений, в том числе и методом конечных элементов.

Дисциплина изучается на 2 году обучения (курсе).




  1. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине,

соотнесенных с планируемыми результатами освоения образовательной программы
В результате освоения образовательной программы аспирантуры обучающийся должен овладеть следующими результатами обучения по дисциплине:

Код компетенции

Результаты освоения образовательной программы. Содержание компетенции

Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине

ПК-1

готовность использовать закономерности взаимодействия вентиляторов с вентиляционными сетями шахт, рудников и метрополитенов с целью разработки новых и совершенствования существующих вентиляторов главного проветривания и их основных узлов

Знать:

- современные проблемы вентиляции подземных горнодобывающих и транспортных предприятий;

- нормативные требования, предъявляемые к ВГП;

- нагрузки, действующие на ВГП со стороны вентиляционной сети;

- способы регулирования режимов работы вентиляторов

Уметь:

Разрабатывать математические модели крутильных и изгибных колебаний роторов ВГП, математические модели НДС основных узлов вентиляторов и самостоятельно проводить исследования по определению рациональных параметров машин.



Владеть:

- методами проведения аэродинамических испытаний вентиляторов на стендах;

- практическими навыками проведения исследования аэродинамических параметров вентиляторов в условиях их эксплуатации:

- методами решения задач динамики роторов вентиляторов с использованием вычислительной техники;



ПК-2

способность к обоснованию и выбору конструктивных параметров вентиляторов главного проветривания шахт, рудников и метрополитенов.

Знать:

- нормативные требования, предъявляемые к режимам работы вентиляционных систем подземных горнодобывающих и транспортных предприятий



Уметь:

- осуществлять обоснованный выбор вентилятора по аэродинамическим параметрам вентиляционной сети;

- обосновывать конструктивные параметры вентилятора,

обосновывать способ регулирования режима работы вентилятора;

- осуществлять обоснованный выбор выходных элементов вентустановок.

Владеть:

- методами расчета аэродинамических параметров вентиляторов по их безразмерным аэродинамическим характеристикам;

- методами расчета узлов ротора вентиляторов.





  1. Объем дисциплины и виды учебной работы

Объем дисциплины - 3 зачетных единицы (ЗЕ) или 108 академических часов.



Вид учебной работы

Всего часов

Контактная* работа обучающихся с преподавателем (по видам учебных занятий) (всего)

18

Аудиторные занятия (всего)

18

в том числе:

-

лекции (Л)

18

практические занятия (ПЗ), семинары (С)




лабораторные работы (ЛР)




практикумы (ПР)




Внеаудиторная работа (всего)




в том числе:




индивидуальная работа обучающихся с преподавателем




консультации




Самостоятельная работа обучающихся (СР) (всего)

90

в том числе: реферат




Вид промежуточной аттестации зачет (З),

зачет

Общая трудоемкость

часов

108

зачётных единиц

3




  1. Разделы дисциплины и трудоемкость по видам учебных занятий




№ п/п

Раздел дисциплины

Общая трудоемкость (в часах)

Виды учебной работы, включая самостоятельную
работу обучающихся, и их трудоемкость (в часах)

Лекции

Практические занятия / Семинары

Самостоятельная работа

1

Вентиляторы




6







2

Основы расчета вентиляторов




8







3

Вентиляционные системы




4







4

История развития средств вентиляции подземных сооружений










20

5

Тенденции в развитии осевых вентиляторов главного проветривания










20

6

Методическое и техническое обеспечение экспериментальных исследований










20

7

Теория колебаний










30




ВСЕГО




18




90




  1. Содержание дисциплины, структурированное по темам (разделам)






Наименование раздела дисциплины

Содержание

1

Вентиляторы




Содержание лекционного курса

1.1.

Классификация вентиляторов

Вентиляторы:

главного проветривания

местного проветривания

струйные


радиальные (центробежные)

с меридиональным ускорением



1.2

Осевые вентиляторы, аэродинамические схемы

Одноступенчатые

Двухступенчатые

Встречного вращения

ВНА, СА


Входные и выходные элементы

1.2

Способы регулирования осевых вентиляторов

Входным направляющим аппаратом

Частотой вращения ротора

Углом установки лопаток РК

Сравнительный анализ способов регулирования вентиляторов



1.3

Реверсирование вентиляторов

Нормативные требования к реверсивному режиму работы ВГП шахт и рудников

Нормативные требования к реверсивному режиму работы ВГП метрополитенов и транспортных тоннелей




1.4

Основные производители ВГП в РФ и за рубежом

Обзор вентиляторов выпускаемых

ОАО «Вентпром» Артемовский машиностроительный завод

ОАО «ЛадаФлэкт»

ОАО Томский маш. Завод

ОАО НЭМЗ «Тайра»

TLT Babkock



2

Основы расчета вентиляторов




2.1

Динамика вентиляторов

Применение уравнения Лагранжа II-го рода для описания вращательного движения роторов вентиляторов

Расчетная схема ротора

Нагрузки, действующие на РК

Движущий момент и технологическая нагрузка

Моделирование действия возмущений в вентиляционной сети на рабочее колесо вентилятора

Пуск и торможение ротора



2.2

Возмущения в вентиляционных сетях

Поршневое действие поездов в тоннелях

Внезапные выбросы

Взрывы метана и угольной пыли

Технологические взрывы в шахтах и рудниках

Взаимодействие ротора вентилятора с возмущенным потоком на примере метрополитена


2.3

Модернизация вентиляторов

Методика аэродинамических испытаний вентиляторов

На аэродинамических стендах

В условиях эксплуатации

Методы модернизации вентиляторов

Модернизация АМЗ

Модернизация ИГД СО РАН

Опыт модернизации

В Новосибирском метрополитене

В Екатеринбургском метрополитене


3

Вентиляционные системы




3.1

Расчёт воздухораспределения в вентиляционных системах метрополитенов

Нормативные требования

Особенности аварийных режимов работы тоннельной вентиляции

Требования к вентиляторам при работе в аварийных режимах

Расчет статического и динамического воздухораспределения

Современные проблемы вентиляции шахт, рудников, метрополитенов и железнодорожных тоннелей в суровых климатических условиях


Темы для самостоятельного изучения




Наименование раздела дисциплины

Содержание

44

История развития средств вентиляции подземных сооружений

Средства вентиляции рудников в эпоху античности и средневековья

Средства проветривания подземных сооружений в XVIII – XIX веках

Развитие средств вентиляции подземных сооружений в XX – начале XXI веках


55

Тенденции в развитии осевых вентиляторов главного проветривания

Современный уровень, этапы и направления развития ВГП, а также научно-исследовательских и конструкторских работ в данной области. Их роль в системах безопасности подземных добывающих и транспортных предприятий.

66

Методическое и техническое обеспечение экспериментальных исследований

Методы, оборудование и аппаратура для исследования и испытаний вентиляторов. Ускоренные испытания элементов, узлов роторов. Планирование экспериментальных исследований. Анализ результатов и прогнозирования эксплуатационных показателей и свойств вентиляторов и вентиляторных установок.

77

Теория колебаний

Свободные колебания материальной точки без сопротивления. Свободные колебания материальной точки с сопротивлением, пропорциональном скорости ее движения. Влияние постоянной силы на свободные колебания материальной точки.

Вынужденные колебания материальной точки с учетом сопротивления. Коэффициент динамичности. Резонанс. Колебание механической системы. Уравнение частот собственных колебаний механической системы с к степенями свободы






  1. Формы проведения занятий

В учебном процессе используются как активные, так и интерактивные формы проведения занятий: дискуссия. Аудиторные занятия проводятся в интерактивной форме с использованием мультимедийного обеспечения (компьютер, проектор). Презентации позволяют качественно иллюстрировать практические занятия схемами, формулами, чертежами, рисунками. Кроме того, презентации позволяют четко структурировать материал занятия. Электронная презентация позволяет отобразить процессы в динамике, что позволяет улучшить восприятие материала.

При реализации различных видов учебной работы (лекции, самостоятельная работа) используются следующие образовательные технологии:

Лекционная система обучения;

Информационно-коммуникационные технологии;

Исследовательские методы в обучении.

Предусматривается использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся. Использование интерактивных форм и методов обучения направлено на достижения важнейших образовательных целей:

- развитие навыков анализа, критичности мышления, взаимодействия, научной коммуникации;

- повышение уровня активности и самостоятельности научно-исследовательской работы аспирантов;

Тематика аудиторных лекционных занятий тесно связана с тематикой диссертационного исследования.

Формы проведения самостоятельной работы:

- аспиранты работают в лабораториях по тематике госбюджетных НИР;

- аспиранты посещают постоянно действующий семинар лаборатории рудничной аэродинамики, где слушают доклады и сами выступают с сообщениями по своим исследованиям.

Технология дифференцированного обучения (решение научно-исследовательской задачи с применением расчетно-вычислительных методик и информационно-поисковых систем. Индивидуальное выполнение под контролем преподавателя научно-исследовательской задачи).




  1. Самостоятельная работа обучающихся

Темы для самостоятельного изучения приведены в таблице пункта 6

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины, которое помогает обучающемуся организовать самостоятельное изучение разделов (тем, вопросов) дисциплины и к которому аспирант имеет доступ, приведено в разделе 10 данной программы.

Аспиранты могут выполнять необходимую при изучении дисциплины самостоятельную работу в читальных залах ГПНТБ СО РАН, в читальном зале библиотеки ИГД СО РАН, в учебных кабинетах, на рабочих местах и на дополнительно оборудованных стационарных местах с выходом в Интернет, а также в домашних условиях.

Для обеспечения самостоятельной работы аспиранта наиболее рациональным ресурсом является сеть Интернет, поскольку на сайтах постоянно идет обновление информации, и аспирант может получить актуальную информацию, по интересующему его вопросу.

Выявление информационных ресурсов в научных библиотеках и сети Internet аспирантам рекомендуется вести по следующим направлениям:



  • библиография по проблемам создания и совершенствования горных машин;

  • публикации (в том числе электронные) по проблемам создания и совершенствования горных машин;

  • научно-исследовательская литература по проблемам создания и совершенствования горных машин.

Самостоятельная работа аспирантов выполняется по заданию преподавателя индивидуально. Целью самостоятельной работы аспирантов является самостоятельное выполнение практической работы, систематизация и закрепление полученных знаний и практических умений, углубление и расширение знаний, приобретение навыков самостоятельной работы с литературой, развитие способностей к самосовершенствованию.

Используются виды самостоятельной работы аспиранта: в читальном зале библиотеки, в учебных кабинетах, на рабочих местах с доступом к Интернет-ресурсам. Аспиранты имеют возможность получать консультации у преподавателя.

Самостоятельная работа подкрепляется учебно-методическим и информационным обеспечением, включающим основную и дополнительную учебную и научную литературу, а также конспекты лекций.


  1. Фонд оценочных средств


9.1 Паспорт фонда оценочных средств по дисциплине


№ п/п

Контролируемые разделы (темы) дисциплины (результаты по разделам)

Код контролируемой компетенции (или её части)

Наименование оценочного средства




Вентиляторы

ПК-1

ответы на контрольные вопросы.

Основы расчета вентиляторов

ПК-2 (уметь)

устный опрос

Вентиляционные системы

ПК-1

ответы на контрольные вопросы.




История развития средств вентиляции подземных сооружений

ПК-1 (знать, владеть)


доклад





Тенденции в развитии осевых вентиляторов главного проветривания

ПК-1

устный опрос




Методическое и техническое обеспечение экспериментальных исследований

ПК-1, ПК-2

собеседование,

тест (20 вопросов)






Теория колебаний

ПК-2 (уметь)

Банк задач


9.2 Типовые контрольные задания или иные материалы
9.2.1. Текущий контроль.

Текущий контроль качества усвоения теоретического материала включает оценку на вопросы устного опроса, организованного в ходе лекций, оценку за качество решения задач для самостоятельной работы. Оценка выставляется преподавателем согласно уровню владения компетенциями, перечисленными в разделе 3. Тест считается сданным, если в нем сделано не более 4 ошибок.



Контрольные вопросы:

1. Определение аэродинамических параметров ВГП в условиях эксплуатации

2. Классификация вентиляторов главного проветривания

3. Аэродинамические схемы осевых вентиляторов

4. Способы регулирования осевых вентиляторов

5. Способы реверсирования вентиляторов

6. Нормативные требования к реверсивному режиму работы ВГП шахт и рудников

7. Нормативные требования к реверсивному режиму работы ВГП метрополитенов и транспортных тоннелей

8. Конструктивные особенности ВГП отечественных и зарубежных производителей

9. Нагрузки, действующие на РК

10. Возмущения в вентиляционных сетях

11. Частота собственных колебаний механической системы с 2-я степенями свободы



Темы докладов:

Развитие средств вентиляции подземных сооружений

Регулирование режимов работы ВГП изменением частоты вращения ротора

Регулирование режимов работы ВГП изменением угла установки лопаток РК

Регулирование режимов работы ВГП изменением угла установки лопаток ВНА

Реверсирование режима работы осевых вентиляторов


9.2.2 Промежуточная аттестация

По окончании курса изучения дисциплины аспирант сдает зачет.

Пример билета:


9.3.1. Критерии оценивания:

Оценка «зачет» выставляется обучающемуся, если собеседование показывает его способность ориентироваться в тематике собеседования на уровне требований, изложенных в формулировке компетенций, содержание курса освоено полностью, без пробелов, некоторые практические навыки работы с освоенным материалом сформированы недостаточно, в текущих тестах сделано не более 4 ошибок, аспиранта не имеет текущей задолженности.

Оценка «незачет» выставляется обучающемуся, если собеседование показывает его неспособность ориентироваться в тематике собеседования на уровне требований, изложенных в формулировке компетенций, теоретическое содержание курса освоено частично, в текущих тестах сделано более 4 ошибок, аспирант имеет текущую задолженность.


  1. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Аспирантам ИГД СО РАН обеспечен полный доступ к обслуживанию в ГПНТБ СО РАН, в т.ч. библиотечное обслуживание, обслуживание по межбиблиотечному абонементу, справочно-библиографическое и информационное обслуживание.

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины включает в себя основную и дополнительную учебную и научную литературу, ресурсы информационно-телекоммуникационной сети Интернет, конспекты лекций.
10.1 Основная литература
Красюк А.М. Тоннельная вентиляция метрополитенов. Новосибирск: Наука, 2006. – 164с. (3 экз.)

Красюк А.М., Лугин И.В. Исследование динамики воздушных потоков в метрополитене от возмущающего действия поездов// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. –2007.-№6, с. 101-108 (3 экз.)

Красюк А.М., Русский Е.Ю., Попов Н.А.К оценке прочности высоконагруженных рабочих колес крупных шахтных осевых вентиляторов// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. -2012, - № 2, с. 104 - 112 (3 экз.)

Красюк А.М., Русский Е.Ю. Исследование напряженно-деформированного состояния и частотных свойств рабочих колес осевых вентиляторов главного проветривания// Горный информационно-аналитический бюллетень. - М. МГГУ. – 2013.- № 8. – С. 152 – 156 (2 экз.)

Красюк А.М., Русский Е.Ю. Косых П.В. Влияние возмущений воздушного потока от поршневого действия поездов на туннельные вентиляторы метрополитенов// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2014, - № 2. – с. 144-153. (3 экз.)


    1. Дополнительная литература

Шпаков П.С. Статистическая обработка экспериментальных данных: Учебное пособие/ П.С. Шпаков, В.Н. Попов. -М.: МГГУ,2003. -298 с.. (1 экз.)

Гришко А.П. Стационарные машины и установки: Учебник для вузов/А.П. Гришко, В.И. Шелоганов. -М.: МГГУ,2004. -328 с. (1 экз.)

Волк В.Я. Курс высшей математики для горных вузов: Учебник/В.Я.Волк. -М.: МГГУ,2003. -324 с. (3 экз).

Каледина Н.О. Вентиляция производственных объектов: Учебное пособие для вузов/Н.О. Каледина. -М.: Изд-во МГГУ,2002. -194 с.(3 экз.)

Машины и оборудование для шахт и рудников: Справочник/ С.Х. Клорикьян, В.В.Старичнев и др.-М.:Изд-во МГГУ,2002.-471 с.(2 экз.)




    1. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети Интернет, необходимых для освоения дисциплины

Научная электронная библиотека elibrary.ru

http://elibrary.ru/defaultx.asp

Электронные каталоги и базы данных ГПНТБ СО РАН

http://webirbis.spsl.nsc.ru/irbis64r_01/cgi/cgiirbis_64.exe?C21COM=F&I21DBN=CAT&P21DBN=CAT

Электронная библиотека ГПНТБ СО РАН

http://www.spsl.nsc.ru/win/nelbib/index-new1.html


  1. Информационные технологии, используемые при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, в т.ч. программное обеспечение

В рамках курса подготовки предусматривается широкое использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий, встречи с представителями российских вентиляторостроительных компаний (ОАО НЭМЗ «ТАЙРА»), знакомство с аэродинамическим стендом, встречи с учеными в области разработки вентиляторов главного проветривания.

В процессе обучения будут использованы:


        1. Программы: Matlab, SolidWorks.

        2. Электронные презентации лекций.

        3. Использование программного обеспечения ПК (в том числе Microsoft Office, Microsoft Windows, Adobe Acrobat Reader)

Чтение лекций осуществляется с использованием слайд-презентаций, графических объектов, видео - материалов.

Использование сетевых информационных технологий глобальной (Internet) и локальной (Ethernet) сетей, включая web-технологии.




  1. Материально-техническое обеспечение дисциплины




  • большой конференц-зал ИГД СО РАН:

компьютер, мультимедийный проектор, экран, оборудование, большая доска маркерная;

  • рабочее место с выходом в Интернет

  • оборудование лаборатории рудничной аэродинамики:

портативный измеритель скорости потока воздуха ТТМ-2-02-1; портативный регистрирующий термогигрометр ИВТМ-7 М6-01; дифференциальный манометр ДМЦ-01М; дифференциальный манометр ДМЦ-01О; дифманометр.

Составитель:

Красюк А.М., доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории рудничной аэродинамики.
____________________________


Согласовано:







Зав. библиотекой




Н.И. Яновская









Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании ученого совета ИГД СО РАН.

Протокол от «___» _______________ 20____ г. № ____
Лист внесения дополнений и/или изменений

в рабочую программу учебной дисциплины

В рабочую программу вносятся дополнения и/или изменения, перечень которых прилагается



Протокол № ____ заседания ученого совета от «____» ____________ 20___ г.

Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница