Предисловие. 
Теплотехника в 2 т. Том 1. Термодинамика и теория теплообмена

В основу настоящего издания положен учебник Л. В. Арнольда, Г. А. Михайловского, В. М. Селиверстова «Техническая термодинамика и теплопередача»^[1], изданный в 1979 г., а также многолетний научно-педагогический опыт авторов предлагаемой книги, которые являются учениками и продолжателями школы профессоров Л. В. Арнольда, Г. А. Михайловского, В. М. Селиверстова.

Авторы всецело разделяют мнение профессора Л. В. Арнольда, считавшего наиболее важным оттенить физическую сторону рассматриваемых в учебнике процессов. Такой подход к изложению курса теплотехники позволит обучающимся в дальнейшем самостоятельно разобраться в приложении этой дисциплины к специальным вопросам науки и техники.

В настоящее время изменились воззрения на содержание и построение курса, произошло уточнение терминов и толкований некоторых понятий. Расширение объема содержания курса «Теплотехника» согласно актуальным требованиям Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования потребовало готовить учебник, отвечающий новым задачам. Так, кроме традиционных разделов технической термодинамики и теплопередачи в книге излагаются вопросы приложения первого и второго начал термодинамики к физико-химическим системам. В разделе «Энергетическое использование теплоты» рассмотрены характеристики топлива и основы его горения, теплогенерирующие устройства, холодильная и криогенная техника, вопросы энергосбережения, а также основные направления экономии энергетических ресурсов.

Основными потребителями топлива для производства механической энергии в промышленности и на транспорте являются дизельные двигатели внутреннего сгорания (ДВС), работающие по идеальным циклам Отто или Тринклера. Па морском флоте в качестве главных двигателей используются также газотурбинные установки (ГТУ) и паротурбинные установки (1ГГУ). Па береговых предприятиях широкое распространение получили карбюраторные и газовые ДВС. И если устройство и эксплуатацию судовых двигателей студенты осваивают при изучении ряда специальных дисциплин учебного плана подготовки морского инженера, то изучение закономерностей преобразования теплоты в работу соответствующего оборудования, вопросов эффективного использования энергии, согласно учебному плану подготовки специалистов по эксплуатации перегрузочного оборудования портов и транспортных терминалов, ограничивается рамками дисциплины «Теплотехника». Однако на практике выпускникам технических и транспортных ссузов и вузов приходится исполнять обязанности энергетиков предприятий различных отраслей и самостоятельно осваивать новые знания. Поэтому в данном учебнике рассматриваются некоторые особенности использования энергии не только на судах, но и на береговых предприятиях. Эти материалы могут иметь самостоятельную ценность.

Содержание учебника соответствует требованиям программы «Теплотехника» и включает все сведения, необходимые студентам, обучающимся по энергетическим специальностям образовательных учреждений среднего профессионального образования, для творческого решения сложных задач рационального использования топливно-энергетических ресурсов.

Учебник предназначен для студентов СПО, обучающихся по специальностям «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов (дисциплина „Теплотехника“)», «Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры (дисциплина „Теплофизические основы судовой энергетики“)», «Электроэнергетика и электротехника (дисциплина „Техническая термодинамика и теплопередача“)». Учебник также может быть полезен студентам технологических, инженерно-технических и инженерно-экономических специальностей при изучении дисциплин в области теплоэнергетики и теплоэнергетического оборудования.

Содержание дисциплины «Теплотехника» базируется на знаниях и умениях, полученных при изучении дисциплин математического и естественнонаучного, общепрофессионального циклов.

Освоение дисциплины формирует у студентов следующие обязательные компетенции:

• • способность к восприятию информации, ее анализу и обобщению, постановке цели и выбору путей ее достижения;
• • способность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат;
• • способность применять базовые знания фундаментальных и профессиональных дисциплин, осуществлять управление качеством изделий, продукции и услуг, проводить технико-экономический анализ в области профессиональной деятельности, обосновывать принимаемые решения по технической эксплуатации теплоэнергетического оборудования, уметь решать на их основе практические задачи профессиональной деятельности;
• • готовность применять основные законы естественнонаучных дисциплин, методы моделирования, теоретического и экспериментального исследования в профессиональной деятельности;
• • способность проводить технические расчеты по проектам, техникоэкономический и функционально-стоимостной анализ эффективности проектных решений с использованием прикладного программного обеспечения для расчета параметров и выбора серийного и разработки нового теплоэнергетического, теплотехнического и теплотехнологического оборудования и нр.;
• • способность определять потребности производства в топливно-энергетических ресурсах, обосновывать мероприятия, но их экономии;
• • способность передавать знания в системах среднего и высшего образования и др.

В результате изучения дисциплины студент должен освоить:

трудовые действия

• • владеть умением изучать и анализировать необходимую информацию, технические данные, показатели и результаты работы по совершенствованию технологических процессов эксплуатации, ремонта и сервисного обслуживания теплоэнергетического оборудования различного назначения, агрегатов, систем и элементов, проводить необходимые расчеты, используя современные технические средства;
• • способностью к проведению технических расчетов по проектам выбора серийного и разработки нового теплоэнергетического оборудования;
• • методами организации вычислительных экспериментов в области профессиональной деятельности;
• • методами выполнения элементарных лабораторных физико-химических исследований в области профессиональной деятельности;
• • умением проводить измерительный эксперимент и оценивать результаты измерений;
• • базовыми знаниями, математическим аппаратом и методами в области проектирования энергосберегающего оборудования и систем утилизации вторичных энергоресурсов;

необходимые умения

• • выделять конкретное физическое содержание в прикладных задачах будущей деятельности;
• • излагать, систематизировать и критически анализировать базовую общепрофессиональную информацию;
• • на базе полученных знаний и навыков осуществлять выбор теплоэнергетического оборудования, элементов и систем оборудования для замены в процессе эксплуатации;
• • использовать математические методы в технических приложениях;
• • разрабатывать проекты объектов профессиональной деятельности с учетом физико-технических, механико-технологических, эргономических, эстетических, экологических и экономических требований;
• • разрабатывать и реализовывать предложения по энергосбережению;
• • понимать роль охраны окружающей среды и рационального природопользования для развития и сохранения цивилизации;
• • анализировать результаты исследований и разрабатывать предложения по их внедрению;

необходимые знания

• • фундаментальных понятий, законов и теорий классической и современной физики;
• • основных теплофизических явлений и процессы;
• • теплофизических основ действия теплоэнергетического оборудования;
• • принципов рационального использования природных ресурсов и охраны природы.

В результате изучения курса студенты должны быть подготовленными к решению общих и частных профессиональных задач в соответствии с видами профессиональной деятельности. Именно такую задачу ставили перед собой авторы учебника, а также рецензенты и консультанты, принимавшие самое деятельное участие в работе над рукописью данного учебника.

Авторы выражают глубокую благодарность рецензентам: М. Р. Петриченко, доктору технических наук, профессору Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого; В. В. Гаврилову, доктору технических наук, профессору Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова.

Особую признательность авторы выражают заслуженному деятелю науки РФ, доктору технических наук, профессору Г. А. Дрейцеру за ценные указания на необходимость освещения накопленного за последние десятилетия нового экспериментального и теоретического материала по расчету процессов теплообмена в каналах.

Авторы надеются на то, что знания, умения и навыки, полученные при изучении материалов, представленных в учебнике, помогут студентам при освоении специальных дисциплин теплоэнергетического профиля, при прохождении производственной практики, при дипломном проектировании, а также в практической профессиональной деятельности.

• [1] Арнольд Л. В., Михайловский Г. А., Селиверстов В. М. Техническая термодинамикаи теплопередача. М.: Высшая школа, 1974.