Программа вступительного экзамена 1-43 80 02

ПРОГРАММА

вступительного испытания в БНТУ

для получения высшего образования IIступени

1-43 80 02 «Энергетические системы и комплексы»

Дисциплины: Термодинамика

Основы гидрогазодинамики

Теплопередача

Энергопреобразующие машины

Производство, транспорт и потребление тепловой энергии

Энергетический менеджмент

Энергоэффективные технологии на основе нетрадиционных и возобновляемых источников

Природные ресурсы и их использование

Обеспечение эффективности в ЖКХ

Содержание программы

Тема 1. Техническая термодинамика

Первый закон термодинамики как закон сохранения и превращения энергии. Второй закон термодинамики.

Внутренняя энергия и энтальпия как функции состояния. Теплоемкость газов. Теоретическая оценка теплоемкостей Ср и Сv идеального газа. Внутренняя энергия и энтальпия веществ в идеально-газовом состоянии.

Изохорный, изобарный, изотермический процессы. Расчет адиабатного процесса. Необратимая адиабата. Политропные процессы. Компрессор. Циклы газотурбинных установок (ГТУ). Циклы двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Характеристические функции – термодинамические потенциалы. Влажный воздух.

Цикл Ренкина. Промежуточный перегрев пара и причины его применения.

Комбинированная выработка электроэнергии и теплоты на ТЭЦ. Термодинамические основы теплофикации.

Цикл парокомпрессионной холодильной установки. Цикл теплонасосной установки.

Условия перехода через скорость звука. Сопло Лаваля.

Необратимое адиабатное сжатие в компрессоре. Методика сравнения циклов.

Тема 2. Основы гидрогазодинамики

Вязкость жидкостей. Физическая природа сил вязкого трения. Вязкие напряжения. Закон вязкого трения Ньютона. Коэффициенты вязкости.

Закон сохранения энергии в жидкостях. Его выражение в виде уравнения Бернулли.

Потери энергии и потери давления и напора. Формулы Дарси и Дарси-Вейсбаха для определения потерь давления в трубах и на местных сопротивлениях.

Законы сопротивления при течении жидкости в трубах (при ламинарном течении, турбулентном течении в гладких трубах и шероховатых трубах).

Потери давления на местных сопротивлениях (внезапное расширение и сужение потока, задвижка, клапан, кран, дроссельные расходомеры).

Диффузоры и конфузоры. Изменение параметров потока несжимаемой жидкости (скорости и давления при течении в диффузорах и конфузорах).

Основные задачи расчета трубопроводных систем. Методика расчета потерь давления в простом трубопроводе и последовательном соединении простых трубопроводов.

Расчет потерь давления при параллельном соединении простых трубопроводов.

Тема 3. Теплопередача

Дифференциальное уравнение теплопроводности и условия однозначности.

Стационарная теплопроводность пластины, цилиндра при граничных условиях I и III рода.

Пути интенсификации процесса теплопередачи. Теплопередача через ребристую стенку.

Теплопроводность при нестационарном тепловом режиме. Методы решения задач нестационарной теплопроводности.

Теплоотдача при вынужденном продольном омывании плоской поверхности. Средний и локальный коэффициенты теплоотдачи.

Теплоотдача при ламинарном и турбулентном режимах течения жидкости в трубах. Расчетные уравнения.

Теплоотдача при вынужденном поперечном омывании одиночной трубы и пучков труб. Расчетные уравнения.

Теплообмен при конденсации чистого пара. Пленочная и капельная конденсация. Конденсация пара на вертикальных стенках. Расчетные зависимости для теплоотдачи.

Теплообмен при кипении однокомпонентных жидкостей. Кризисы кипения. Расчет теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкости в большом объеме.

Массообмен. Первый и второй законы Фика. Аналогии процессов тепло- и массообмена. Критериальные уравнения массообмена.

Основные законы теплового излучения. Теплообмен излучением между телами, разделенными прозрачной средой.

Теплообменные аппараты. Основной и поверочный расчет рекуператоров.

Тема 4. Энергопреобразующие машины

Основные рабочие параметры нагнетательных устройств. Индивидуальные и универсальные характеристики нагнетательных устройств.

Работа центробежных насосов в сети.

Способы регулирования центробежных насосов и вентиляторов.

Определение предельной высоты всасывания центробежных насосов.

Устойчивость работы нагнетателей.

Регулирование поршневых компрессоров.

Процесс течения пара в турбинной ступени (h -s диаграмма, треугольники скоростей)

Тема 5. Производство, транспорт и потребление тепловой энергии

Тепловое потребление. Определение тепловых нагрузок коммунально-бытовых потребителей. Графики тепловой нагрузки.

Системы теплоснабжения. Регулирование отпуска теплоты. Температурные графики.

Тепловые сети. Гидравлический расчет тепловых сетей. Тепловой расчет тепловых сетей.

Технологическая схема котельной установки. Основные элементы котельного агрегата и процессы, протекающие в них.

Теплофикация. Теплофикационные турбины. Схемы отпуска тепловой энергии от ТЭЦ в различных системах теплоснабжения.

Источники теплоснабжения. Выбор основного оборудования источника.

Тема 6. Энергетический менеджмент

Цель энергетического менеджмента и объекты энергетического аудита на предприятии.

Энергетическое хозяйство предприятия, его значение, место в производстве.

Энергетический баланс предприятия. Методы его составления.

Расчет экономической эффективности энергосберегающих мероприятий.

Энергетические характеристики оборудования предприятия и методы энергетической оценки технологических процессов.

Цели и задачи энергетического планирования. Информационное обеспечение планирования.

Методы прогнозирования потребности в энергоресурсах.

Система электрогенерирующих источников. Часовая, пиковая и базовая нагрузка системы. Планирование развития электроэнергетики.

Прогноз потребности в электрической энергии и установленной мощности.

Стоимость производства электрической энергии. Основные концепции приведения стоимости производства.

Тема 7. Энергоэффективные технологии на основе нетрадиционных и возобновляемых источников

Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии. Сравнение характеристик энергосистем на возобновляемых и истощаемых источниках энергии.

Космическое солнечное излучение, парниковый эффект и длинноволновое излучение. Поглощение в атмосфере.

Основные области использования солнечной энергии. Солнечные нагревательные системы. Солнечные элементы, материалы для наземной солнечной энергетики.

Основные принципы использования энергии воды. Оценка гидроресурсов для небольших станций - измерение напора, расхода.

Основные принципы использования энергии ветра. Классификация ветроустановок. Критерий Бетца. Режимы работы ветроколеса.

Классификация тепловых аккумуляторов.

Биомасса. Основные принципы получения энергии из биомассы.

Тема 8. Природные ресурсы и их использование

Теплота сгорания топлива. Выход летучих и свойства твердого горючего остатка.

Тепловой баланс парового котла.

Сжигание низкосортного топлива в кипящем слое.

Мероприятия по борьбе с загрязнениями атмосферы вредными выбросами от энергетических источников.

Тема 9. Обеспечение эффективности в ЖКХ

Сокращение тепловых потерь конструкциями жилых зданий (панельных). (Методы, материалы, экономичность).

Использование теплоты уходящего воздуха вентиляционных систем общественных зданий. (Методы, экономичность).

Использование теплоты сточных вод в системах теплопотребления. (Применение ТНУ, др. методов).

Снижение потребления теплоты в системах отопления в ночной период, нерабочие дни, переходной период. (Методы, эффективность).

Эффективность применения регулируемого привода насосов (вентиляторов) для снижения потребления электроэнергии в ЖКХ.

Эффективность установки турбоагрегатов малой мощности в котельных (мини-ТЭЦ).

Эффективность установки газовых турбин малой мощности в котельных.

Сокращение потерь теплоты в системах пароснабжения ЖКХ.

Повышение экономичности работы котельных за счет теплоутилизационных установок.