ПРОГРАММА
Государственного экзамена по специальности 1-36 20 01 «Низкотемпературная техника»
на 2011/2012 учебный год
ПРОГРАММА
Государственный экзамен по специальности 1-36 20 01
«Низкотемпературная техника»
1. Общенаучные и общепрофессиональные дисциплины
1.1. Термодинамика
1. Первый закон термодинамики как закон сохранения и превращения энергии. Аналитические выражения и формулировки первого закона термодинамики.
2. Второй закон термодинамики. Аналитическое выражение второго закона термодинамики.
3. Внутренняя энергия и энтальпия как функции состояния.
4. Теплоемкость газов.
5. Изохорный, изобарный, изотермический процессы.
6. Расчет адиабатного процесса. Необратимая адиабата.
7. Политропные процессы. Изображение процессов в P,V- и T,S- диаграммах.
8. Цикл Карно. К.п.д. цикла Карно.
9. Техническая работа компрессора при изотермическом, адиабатном и политропном сжатии.
10. Многоступенчатые компрессоры. Оптимальное распределение давлений по ступеням многоступенчатого компрессора.
11. Циклы газотурбинных установок (ГТУ). Открытые и замкнутые схемы ГТУ. Принципиальная схема и цикл ГТУ с подводом тепла при постоянном давлении.
12. Циклы двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Идеальный цикл ДВС с изохорным подводом тепла (цикл Отто). Термический кпд цикла.
13. Циклы двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Идеальный цикл ДВС с изобарным (цикл Дизеля) подводом тепла. Термический кпд цикла.
14. Характеристические функции – термодинамические потенциалы.
15. Влажный воздух: влагосодержание, абсолютная и относительная влажность, энтальпия, плотность.
16. Процессы в h,d- диаграмме влажного воздуха.
17. Фазовые переходы. Фазовая Р,Т – диаграмма.
18. Фазовая P,V- диаграмма. Кипящая жидкость, насыщенный и перегретый пар, критическая точка.
19. Фазовая T,S –диаграмма. Теплота плавления, сублимации, парообразования.
20. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.
21. Цикл Ренкина. Термический кпд цикла Ренкина. Влияние начальных и конечных параметров на термический КПД цикла Ренкина.
22. Промежуточный перегрев пара в цикле ПСУ.
23. Комбинированная выработка электроэнергии и теплоты на ТЭЦ. Термодинамические основы теплофикации.
24. Принципиальная схема и цикл парокомпрессионной холодильной установки.
25. Принципиальная схема и цикл воздушно-компрессионной установки.
26. Цикл теплонасосной установки. Отопительный коэффициент. Применение теплонасосных установок в системах теплоснабжения.
27. Методика сравнения циклов тепловых двигателей.
28. Тепловой баланс котла.
1.2. Гидрогазодинамика
1. Вязкость жидкостей. Физическая природа сил вязкого трения. Вязкие напряжения. Закон вязкого трения Ньютона. Коэффициенты вязкости.
2. Закон сохранения энергии в жидкостях. Его выражение в виде уравнения Бернулли.
3. Потери энергии и потери давления и напора. Формулы Дарси и Дарси-Вейсбаха для определения потерь давления в трубах и на местных сопротивлениях.
4. Законы сопротивления при течении жидкости в трубах (при ламинарном течении, турбулентном течении в гладких трубах и шероховатых трубах).
5. Потери давления на местных сопротивлениях (внезапное расширение и сужение потока, задвижка, клапан, кран, дроссельные расходомеры).
6. Диффузоры и конфузоры. Изменение параметров потока несжимаемой жидкости (скорости и давления при течении в диффузорах и конфузорах).
7. Основные задачи расчета трубопроводных систем. Методика расчета потерь давления в простом трубопроводе и последовательном соединении простых трубопроводов.
8. Расчет потерь давления при параллельном соединении простых трубопроводов.
1.3. Теплопередача
1. Дифференциальное уравнение теплопроводности и условия однозначности.
2. Стационарная теплопроводность пластины, цилиндра при граничных условиях I и III рода.
3. Пути интенсификации процесса теплопередачи. Теплопередача через ребристую стенку.
4. Теплопроводность при нестационарном тепловом режиме. Методы решения задач нестационарной теплопроводности.
5. Теплоотдача при вынужденном продольном омывании плоской поверхности. Средний и локальный коэффициенты теплоотдачи.
6. Теплоотдача при ламинарном и турбулентном режимах течения жидкости в трубах. Расчетные уравнения.
7. Теплоотдача при вынужденном поперечном омывании одиночной трубы и пучков труб. Расчетные уравнения.
8. Теплообмен при конденсации чистого пара. Пленочная и капельная конденсация. Конденсация пара на вертикальных стенках. Расчетные зависимости для теплоотдачи.
9. Теплообмен при кипении однокомпонентных жидкостей. Кризисы кипения. Расчет теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкости в большом объеме.
10. Массообмен. Первый и второй законы Фика. Аналогии процессов тепло- и массообмена. Критериальные уравнения массообмена.
11. Основные законы теплового излучения. Теплообмен излучением между телами, разделенными прозрачной средой.
12. Теплообменные аппараты. Основной и поверочный расчет рекуператоров.
1.4. Информатика
1. Создать и оформить таблицу в текстовом процессоре MS Word и выполнить заданные вычисления.
2. Выполнить вычисления в электронных таблицах MS Excel. Функции MS Excel.
3. Построить графики заданных функций с использованием электронных таблиц MS Excel.
4. В базе данных, размещенной в электронных таблицах MS Excel, найти данные, удовлетворяющие заданным условиям. Фильтрация данных.
5. Используя численные методы, найти в MS Excel значение интеграла.
6. Аппроксимация экспериментальных данных. Метод наименьших квадратов.
7. Решить задачу оптимизации, используя средства программы MS Excel.
8. Специальные дисциплины
2.1. Энергопреобразующие машины
1. Основные рабочие параметры нагнетательных устройств.
2. Индивидуальные и универсальные характеристики нагнетательных устройств.
3. Работа центробежных насосов в сети.
4. Способы регулирования центробежных насосов и вентиляторов.
5. Определение предельной высоты всасывания центробежных насосов.
6. Устойчивость работы нагнетателей.
7. Регулирование поршневых компрессоров.
8. Процесс течения пара в турбинной ступени (h -s диаграмма, треугольники скоростей)
2.2. Производство, транспорт и потребление тепловой энергии
1. Тепловое потребление. Определение тепловых нагрузок коммунально-бытовых потребителей. Графики тепловой нагрузки.
2. Системы теплоснабжения. Регулирование отпуска теплоты. Температурные графики.
3. Тепловые сети. Гидравлический расчет тепловых сетей. Тепловой расчет тепловых сетей.
4. Технологическая схема котельной установки. Основные элементы котельного агрегата и процессы, протекающие в них.
5. Теплофикация. Теплофикационные турбины. Схемы отпуска тепловой энергии от ТЭЦ в различных системах теплоснабжения.
6. Источники теплоснабжения. Выбор основного оборудования источника теплоснабжения.
2.3. Энергетический менеджмент
1. Цель энергетического менеджмента и объекты энергетического аудита на предприятии.
2. Энергетическое хозяйство предприятия, его значение, место в производстве.
3. Энергетический баланс предприятия. Методы его составления.
4. Расчет экономической эффективности энергосберегающих мероприятий.
5. Энергетические характеристики оборудования предприятия и методы энергетической оценки технологических процессов.
6. Эксплуатационные свойства электрических станций. Принципы покрытия графиков нагрузки энергосистемы.
2.4. Энергоэффективные технологии на основе нетрадиционных и возобновляемых источников
1. Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии. Сравнение характеристик энергосистем на возобновляемых и истощаемых источниках энергии.
2. Космическое солнечное излучение, парниковый эффект и длинноволновое излучение. Поглощение в атмосфере.
3. Основные области использования солнечной энергии. Солнечные нагревательные системы. Солнечные элементы, материалы для наземной солнечной энергетики.
4. Основные принципы использования энергии воды. Оценка гидроресурсов для небольших станций - измерение напора, расхода.
5. Основные принципы использования энергии ветра. Классификация ветроустановок. Критерий Бетца. Режимы работы ветроколеса.
6. Классификация тепловых аккумуляторов.
7. Биомасса. Основные принципы получения энергии из биомассы.
2.5. Охрана труда
1. Государственный надзор и общественный контроль в области охраны труда.
2. Ответственность должностных лиц за нарушение законодательства об охране труда.
3. Расследование и учет несчастных случаев, связанных с производством.
4. Действие электрического тока на организм человека.
5. Стадии развития пожаров и методы тушения.
6. Аттестация рабочих мест по условиям труда. Её цели и задачи.
7. Дисциплины специализации
3.1. Обеспечение эффективности в ЖКХ
1. Энергетическая эффективность теплофикации (общая, топливная, тепловая).
2. Наружное и внутреннее освещение. Область использования и сравнительная характеристика источников света.
3. Использование предварительно изолированных труб в системах теплоснабжения ЖКХ. Достоинства и недостатки.
4. Переоборудование котельных в мини-ТЭЦ на базе ПТУ. Область использования, достоинства и недостатки. Применение турбин марки «ТРБ».
5. Переоборудование котельных в мини-ТЭЦ на базе ГПА. Область использования, достоинства и недостатки. Критерии выбора мощности ГПА.
6. Структура теплового баланса зданий. Методика расчета трансмиссионных тепловых потерь и тепловых потерь инфильтрацией.
7. Актуальность тепловой модернизации зданий. Основные мероприятия. Концепция «Пассивный дом».
8. Доведение наружных ограждений зданий до нормативных требований по термическому сопротивлению. Конструктивные решения, алгоритм расчета требуемой толщины утеплителя.
9. Современные заполнения световых проемов зданий. Конструктивные решения, достоинства и недостатки.
10. Использование ИК-обогрева. Область применения, конструктивные решения, достоинства и недостатки. Система отопления «Теплый пол».
