Регламент курсовой работы

Министерство образования и науки Украины

Государственное учебное заведение

Приазовский государственный технический университет

Факультет энергетический

Кафедра теплофизики и теплоэнергетики металлургического производства

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению курсовой работы по дисциплине

«Оптимизация теплотехнологических установок и систем»

на тему: “Математическое моделирование динамики температурного поля металлической заготовки в процессе ее нагрева в печи (с оптимизацией первого периода нагрева) с последующим охлаждением на открытом воздухе”

область знаний 0504 - «Металлургия и материаловедение»

направление подготовки: 6.050401 - «Металлургия»

ОКУ - «бакалавр»

Составитель:

доц., к.т.н.

___________ Сущенко А.В.

Утверждено:

На заседании кафедры ТТМП

«___»_________, протокол №____

Зав. кафедрой, проф., д.т.н.

__________________В.А. Маслов

Согласовано:

Учебно-методической

комиссией факультета

«___»________, протокол №_____

Декан факультета, проф., д.т.н.

_______________ Ю.Л. Саенко

Мариуполь, 2011

УДК

Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине “Оптимизация теплотехнологических установок и систем” на тему: “Математическое моделирование динамики температурного поля металлической заготовки в процессе ее нагрева в печи (с оптимизацией первого периода нагрева) с последующим охлаждением на открытом воздухе”. Область знаний 0504 - «Металлургия и материаловедение», направление подготовки: 6.050401 - «Металлургия». ОКУ - «бакалавр».

Составитель Сущенко А.В., стр. 18, рис. 12, Мариуполь: ПГТУ, 2011 г.

Методические указания составлены в соответствии с программой курса “Оптимизация теплотехнологических установок и систем” (область знаний 0504 - «Металлургия и материаловедение», направление подготовки: 6.050401 - «Металлургия». ОКУ - «бакалавр») и направлены на углубление и практическое использование знаний в области численных методов (с использованием ПК) применительно к решению задач металлургической теплофизики.

Приведены: цель и задачи работы, организация курсового проектирования, методические указания по выполнению разделов и дополнительный материал.

Составитель

доц., к.т.н. Сущенко А.В.

Ответственный за выпуск

проф., д.т.н. Маслов В.А

Содержание

1. Цель и задачи работы

Целью курсовой работы является:

· расширение и углубление теоретических знаний в области численных методов (метода конечных разностей для решения дифференциальных уравнений и методов решения трансцендентных алгебраических уравнений и их систем), а также алгоритмов оптимизации при решении задач металлургической теплофизики (с использованием ПК);

· развитие практических навыков в разработке физической и математической моделей, выборе метода и построении алгоритма решения поставленной задачи, разработке и адаптации прикладной программы для ПК;

· обучение студентов методам системного анализа при решении прикладных задач металлургической теплотехники (анализ постановки задачи, разработка алгоритма решения, анализ полученных результатов);

· обучение студентов пользованию специальной технической литературой, теплотехническими и другими справочниками.

Задачей курсовой работы является научить студента самостоятельно решать теплотехнические задачи с использованием современных численных методов на ПК.

2. Организация курсового проектирования

Задание на работу

Задание на курсовою работу выдает руководитель в первую неделю семестра. Объектом курсовой работы является металлическая заготовка, которая нагревается в пламенной нагревательной или термической печи, а затем охлаждается на открытом воздухе. В работе необходимо (постановка задачи): рассчитать динамику темпера-турного поля металлической заготовки в процессе ее нагрева в печи (с оптимизацией первого периода нагрева) с последующим охлаждением на открытом воздухе”.

Формулировка задачи: в нагревательной (термической) печи производится двусторонний симметричный (или односторонний) нагрев сляба толщиной (мм) под прокатку (термообработку) до температуры поверхности , (⁰С) и конечного максимального перепада температуры по толщине заготовки между поверхностью и центром (тепловым) (⁰С). Начальное распределение температуры по толщине сляба равномерное. Начальная температура - (⁰С). Материал заготовки – сталь заданной марки. Приведенная степень черноты в системе «печные газы – кладка – поверхность металла» - . Коэффициент конвективной теплоотдачи от печных газов к поверхности заготовки - (Вт/м^{2. 0}С). После нагрева в печи заготовка остывает на открытом воздухе с температурой = 20 в течение 20 мин.

Необходимо:

1) рассчитать динамику температурного поля заготовки в процессе ее нагрева в печи и охлаждения на открытом воздухе;

2) разработать оптимальный режим нагрева заготовки в печи.

При решении дифференциального уравнения нестационарной теплопроводности использовать заданный конечно-разностный метод; учитывать зависимость теплофизических свойств (ТФС) материала заготовки от температуры.

Численные значения указанных исходных данных приведены в приложении А методических указаний. Если не указано преподавателем дополнительно, то вариант исходных данных соответствует номеру студента в списке группы.

Содержание курсовой работы

Курсовая работа включает: пояснительную записку и прикладную программу для ПК на внешнем носителе.

Пояснительная записка включает:

1. Титульный лист.

2. Реферат.

3. Содержание.

4. Введение.

5. Раздел 1. Исходные данные и постановка задачи.

6. Раздел 2. Физическая модель (картина) процессов теплооб-мена в системе и выбор вида режима нагрева заготовки.

7. Раздел 3. Математическая модель (исходная система уравнений, выбор и обоснование метода решения, вывод конечно-разностных уравнений).

8. Раздел 4. Разработка алгоритма, блок-схемы решения задачи и прикладной программы для ПК.

9. Раздел 5. Результаты расчета и их анализ.

10. Выводы.

11. Перечень ссылок.

12.Приложения.

Объем записки 30 – 60 страниц компьютерного текста формата А4.

Каждый из разделов отчета при необходимости может быть разделен для удобства изложения материала на отдельные подразделы студентом самостоятельно.

Прикладная программа для ПК разрабатывается в алгоритмической среде () и представляется для проверки на -диске или другом носителе информации. Листинг программы приводится в приложениях к пояснительной записке.

Регламент курсовой работы