ОПД.Ф.9 «Теоретические основы теплотехники»

Перечень теоретических вопросов, выносимых на государственный экзамен

ЕН.Р.1 “Топливо и топливосжигающие устройства”

1. Основы теории горения органического топлива. Основные физические процессы, сопровождающие процессы горения.

2. Основы теории горения. Основные химические закономерности.

3. Основы теории горения. Воспламенение топлива. Распространение пламени.

4. Основы теории горения: особенности горения угольной частицы и капли мазута.

ОПД.Ф.8 "Гидрогазодинамика"

1. Общие физические и механические свойства жидкости и газа.

2. Силы, действующие в жидкости.

3. Дифференциальное уравнение Эйлера для покоящейся жидкости.

4. Основное уравнение гидростатики. Давление, напор.

5. Анализ влияния параметров потока на характер движения модели потоков: установившийся, неустановившийся, равномерный, неравномерный.

6. Кинематические характеристики потока - линия тока, трубка тока, элементарная струйка.

7. Уравнение сплошности (неразрывности) в дифференциальной и расчетной форме.

8. Дифференциальное уравнение Эйлера для движущейся жидкости.

9. Уравнение Бернулли для идеальной несжимаемой жидкости. Физический смысл пьезометрического, геометрического и скоростного давлений.

10. Уравнения движения вязкой жидкости в форме Навье-Стокса.

11. Турбулентное движение, ламинарный поток. Критерий Рейнольдса, его физический смысл.

12. Понятие о подобии физических процессов. Теоремы подобия, числа (критерии) подобия.

13. Потери энергии при движении вязкой жидкости. Гидравлические сопротивления, их классификация.

14. Потери напора и давления на местные сопротивления.

15. Возникновение кавитации в напорных трубопроводах.

16. Истечение жидкости из отверстий и насадок. Коэффициент и степень сжатия струи. Коэффициент скорости и расхода.

17. Движение газов по каналам переменного сечения.

18. Свободные, затопленные, ограниченные струи.

19. Полуограниченные струи. Настильность, дальнобойность.

20.Струйные аппараты: принцип действия, области применения, особенности расчета.

ОПД.Ф.9 «Теоретические основы теплотехники»

Раздел "Техническая термодинамика"

1. Теплоемкость газов. Связь с внутренней энергией и энтальпией. Уравнение Майера.

2. Первый закон термодинамики, его содержание и аналитические выражения.

3. Термодинамические процессы идеального газа. Работа и теплота основных термодинамических процессов.

4. Политропный процесс как общий случай термодинамических процессов.

5. Второй закон термодинамики, сущность, формулировки, аналитическое выражение, границы применимости.

6. Энтропия, физический смысл. Изменение энтропии в обратимых и необратимых процессах.

7. Реальные газы. Изображение процессов реального газа на диаграммах состояния P – v, T – s, h - s.

8. Фазовые переходы. Р – Т диаграмма для нормального и аномального вещества. Тройная и критическая точки.

9. Циклы двигателей внутреннего сгорания: сравнение, анализ, термические КПД циклов.

10. Процессы сжатия в поршневом компрессоре. Влияние «вредного пространства». Внутренний относительный КПД.

11. Многоступенчатый компрессор с промежуточным охлаждением сжимаемого газа и его работа. Изображение процессов на диаграммах состояния.

12. . Схема и цикл газотурбинной установки с регенерацией теплоты. Степень регенерации. Термический КПД ГТУ и его анализ.

13. Схема и цикл газотурбинной установки с многоступенчатым сжатием и многоступенчатым расширением рабочего тела. Преимущества и недостатки таких циклов.

14. Первый закон термодинамики для потока. Уравнение полной энергии газа. Обобщенное уравнение Бернулли.

15. Истечение газов и паров из различных каналов. Сопло и диффузор. Уравнение профиля канала.

16. Условия получения сверхзвуковых скоростей истечения. Сопло Лаваля. Истечение с трением.

17. Дросселирование газов и паров. Изменение параметров при дросселировании. Эффект изменения температуры при дросселировании. Способы получения низких температур.

18. Схема и цикл простейшей паротурбинной установки. Термический КПД цикла.

19. Регенеративный цикл паротурбинной установки. Схема реализации регенеративного цикла

20. Теплофикационный цикл паротурбинной установки. Схема простейшей ТЭЦ, работающей по теплофикационному циклу.

Раздел "Тапломассообмен"

1. Основной закон теплопроводности. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Условия однозначности.

2. Передача теплоты через плоские стенки.

3. Передача теплоты через цилиндрические стенки.

4. Критический диаметр тепловой изоляции. Условия выбора тепловой изоляции.

5. Способы интенсификации теплопередачи. Оребрение поверхностей теплопередачи.

6. Графоаналитический метод расчета нагревания (охлаждения) термически массивных тел.

7. Термически тонкие тела. Расчет процесса нагревания (охлаждения) термически тонких тел.

8. Основной закон конвективной тепло - и массоотдачи. Числа подобия, используемые в расчетах конвективного тепло - и массопереноса.

9. Конвективный теплообмен при вынужденном продольном обтекании плоских поверхностей.

10. Конвективный теплообмен при вынужденном течении жидкости (газа) в трубах.

11. Конвективный теплообмен при вынужденном поперечном обтекании трубных пучков.

12. Теплоотдача при свободной конвекции.

13. Теплообмен при конденсации пара.

14. Теплообмен при кипении жидкости. Кривая кипения. Природа кризисов кипения первого рода.

15. Теплообмен при кипении жидкости в трубах. Природа кризиса кипения второго рода.

16. Основные законы теплового излучения.

17. Теплообмен излучением в системах тел, разделенных прозрачной средой.

18. Лучистый теплообмен в системах тел с экранами.

19. Геометрические характеристики и свойства лучистых потоков. Угловые коэффициенты и взаимные поверхности излучения.

20. Лучистый теплообмен в системах тел, разделенных излучающе - поглощающими средами. Излучение газов.

СД.Ф.1 "Источники и системы теплоснабжения предприятий"

1. Системы пароснабжения промышленных предприятий. Обобщенная схема и ее основное оборудование.

2. График продолжительности тепловых нагрузок промышленно-отопительных ТЭЦ и котельных, его построение.

3. Сезонные и круглогодичные тепловые нагрузки промышленно-отопительных ТЭЦ и котельных. Определение тепловых нагрузок.

4. Способы отпуска теплоты с паром от промышленных ТЭЦ и котельных.

5. Способы отпуска теплоты с горячей водой от промышленно-отопительных ТЭЦ и котельных.

6. Схемы и конфигурации тепловых сетей, их преимущества и недостатки. Основные закономерности расчета.

7. Основы теплового расчета тепловых сетей.

8. Оборудование тепловых сетей: трубы, тепловая изоляция, опоры и подвески, компенсаторы температурных удлинений, арматура.

9. Выбор насосного оборудования тепловых сетей.

10. Основные положения по эксплуатации тепловых сетей.

11. Водяные системы теплоснабжения: классификация, области применения. Преимущества и недостатки воды как теплоносителя.

12. Паровые системы теплоснабжения: области применения, преимущества и недостатки пара как теплоносителя.

13. Присоединение потребителей к паровым и водяным тепловым сетям.

14. Регулирование отпуска теплоты для однородной и разнородной тепловой нагрузки, присоединенной к водяной тепловой сети.

15. Определение расчетных расходов воды в тепловых сетях. Выбор насосного оборудования тепловых сетей.

16. Гидравлическая устойчивость и гидравлический удар в водяных тепловых сетях.

17.Гидравлический режим закрытых и открытых водяных тепловых сетей.

СД.Ф.2 "Котельные установки и парогенераторы"

1. Общая схема котельной установки с естественной циркуляцией и принципы ее работы.

2. Возникновение естественной циркуляции в паровых котлах. Режимы течения двухфазной среды в экранных трубках. Надежность естественной циркуляции.

3. Пароперегреватели котельных установок. Компоновка в зависимости от рабочего давления. Регулирование температуры перегретого пара.

4. Водный режим котлов. Ступенчатое испарение. Непрерывная и периодическая продувка котлов.

5. Качество пара паровых котлов. Методы получения чистого пара. Сепарационные устройства.

6. Прямоточные паровые котлы: схема, области применения, преимущества и недостатки.

7. Водогрейные котлы: области применения, конструкции, включение в тепловую схему ТЭЦ или котельной, особенности эксплуатации.

8. Котлы-утилизаторы: области применения, способы включения в технологическую схему, особенности конструкций и эксплуатации.

9. Распределение полезного тепловосприятия в паровом котельном агрегате между поверхностями нагрева в зависимости от рабочего давления. Особенности теплообмена в топочной камере.

10. Теплообмен в конвективных поверхностях нагрева котлов. Влияние компоновки конвективных поверхностей на интенсивность теплообмена и металлоемкость котла.

11. Газовоздушный тракт котельной установки при работе с уравновешенной тягой и при наддуве. Сопротивление газового и воздушного трактов. Выбор вентиляторов и дымососов.

12. Тепловой баланс парового котла. Приходная часть. Полезно использованная теплота.

13. Тепловой баланс парового котла. Потери теплоты и факторы, определяющие их величину.

14. Тепловой баланс парового котла. КПД-брутто и КПД-нетто. Способы определения КПД.

15. Основные требования, предъявляемые к топочным устройствам котельных агрегатов. Классификация топочных устройств.

16. Слоевое сжигание твердого топлива: топки с неподвижным слоем топлива, механические топки.

17. Сжигание твердого топлива в «кипящем» слое: организация, преимущества и недостатки.

18. Особенности и преимущества камерного сжигания твердого топлива. Схема пылеприготовления с шаровыми барабанными мельницами и ее основное оборудование.

19. Топки пылеугольных котлов с сухим и жидким шлакоудалением: преимущества, недостатки, области применения, конструкции.

20. Особенности сжигания жидкого топлива в котельных агрегатах. Конструкции форсунок и воздушных регистров. Особенности топок для сжигания жидкого топлива.

21.Сжигание газообразного топлива в паровых и водогрейных котлах: особенности, преимущества, конструкции горелочных устройств и топок.

СД.Ф.3 "Тепломассообменное оборудование предприятий"

1. Наиболее распространенные теплоносители, их свойства, область применения.

2. Конструктивные особенности кожухотрубчатых теплообменников.

3. Конструктивные особенности пластинчатых и спиральных теплообменников.

4. Тепловой конструктивный и тепловой поверочный расчеты рекуперативных теп-лообменников.

5. Тепловые трубы. Классификация, конструктивные особенности.

6. Регенеративные теплообменники периодического действия, их конструктивные особенности.

7. Конструктивные особенности регенераторов непрерывного действия.

8. Классификация и конструктивные особенности контактных тепломассообменных установок.

9. Конструкции выпарных аппаратов с естественной и принудительной циркуляцией выпариваемого раствора.

10. Многокорпусные выпарные установки. Их конструктивные особенности.

11. Основные физико-химические свойства бинарных смесей. Бинарные смеси из взаимно растворимых и взаимнонерастворимых компонентов.

12. Ректификационные установки. Процессы массообмена в колпачковой ректификационной колонне.

13. Механизм процесса сушки влажных материалов. Виды связанной влаги.

14. Процесс сушки в теоретическом сушиле на «H-d» диаграмме.

15. Сорбционные процессы. Абсорбенты и адсорбенты.

СД.Ф.4 "Тепловые двигатели и нагнетатели"

1.Параметры и напорные характеристики нагнетателей для подачи жидкостей и газов.

2.Способы регулирования нагнетателей, их особенности, области применения и экономические показатели.

3.Особенности последовательной и параллельной работы нагнетателей на сеть.

4.Паровые турбины: классификация, маркировка, области применения, особенности конструкций.

5.Статические характеристики паровых турбин. Режимы работы. Параллельная работа паровых турбин на промышленных ТЭС.

6.Защита паровых турбин от превышения числа оборотов и осевого сдвига.

7.Регулирование паровых турбин: задачи, схемы.

8.Газотурбинные установки: конструкции, преимущества и недостатки, области применения.

9.Использование газотурбинных установок на промышленно-отопительных ТЭЦ.

10. Парогазовые установки в энергетике: преимущества и недостатки, области применения, схемы.

ДС.Ф.5 "Системы водоподготовки промышленных предприятий"

1. Источники и характеристика загрязнений пароводяного тракта ТЭС.

2. Технологические показатели качества воды.

3. Основные требования к качеству питательной воды паровых котлов и подпиточной воды тепловых сетей.

4. Предварительная очистка воды от взвешенных и коллоидных примесей.

5. Ионообменные методы обработки воды. Схемы ионообменной части водоподготовительных установок.

6. Термическая деаэрация воды, назначение, конструкции аппаратов.

7. Термическое обессоливание воды, схемы испарительных установок.

8. Мембранные методы обработки воды.