Энергообеспечение в теплоэнергетике и теплотехнологии

Проректор по УиМР

Егоров В.В.

_______________________

«____» _________2016 г.

ПРОГРАММА

вступительного экзамена в магистратуру

по спец.предмету

специальности 6М071700 – «Теплоэнергетика»

Кафедра «Энергетические системы»

Разработчики:

заведующий кафедрой

«Энергетические системы», к.т.н.

Мехтиев А.Д.

«____» _________2016 г.

Введение

Основными задачами образовательной программы подготовки магистров по направлению подготовки 6М071700 – «Теплоэнергетика» являются: получение полноценного и качественного профильного и научно-педагогического образования, профессиональной компетентности, углубления теоретической и практической индивидуальной подготовки магистрантов в области теплоэнергетики; освоение магистрантами наиболее важных и устойчивых знаний, обеспечивающих целостное восприятие картины мира; выработка у обучающихся потребности и навыков самостоятельного творческого овладения новыми знаниями; подготовка специалистов, имеющих гражданскую позицию, способных формулировать и практически решать современные научные и практические проблемы, преподавать в высших учебных заведениях, успешно осуществлять исследовательскую, производственную и управленческую деятельность; продолжение научной подготовки в докторантуре; получение необходимого минимума знаний в области вузовской педагогики и психологии и опыта преподавания в вузе.

Вступительный экзамен по специальности 6М071700 – «Теплоэнергетика» проводится в письменной форме по следующим дисциплинам:

– Теплоэнергетические системы и энергоиспользование;

– Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологии;

– Техническая термодинамика;

– Электротехника и электроника.

Экзамен оценивается в соответствии с таблицей.

Оценка по буквенной системе	Процентное содержание усвоенных знаний	Оценка по традиционной системе
А А-	95-100 90-94	Отлично
В+ В В-	85-89 80-84 75-79	Хорошо
С+ С С- D+ D-	70-74 65-69 60-64 55-59 50-54	Удовлетворительно
F	0-49	Неудовлетворительно

Теплоэнергетические системы и энергоиспользование

1.Понятие об энергетике страны и ее составляющих.

2.Производство и потребление тепловой и электрической энергии. Роль тепловых электрических станций (ТЭС) в электроэнергетической системе Казахстана.

3.Теплоэнергетические установки. Паровые котлы и их классификация. Технологическая схема производства пара на электростанциях.

Энергоиспользование в промышленном и теплотехнологическом производстве.

4.Классификация теплотехнологических процессов. Электрические сети и электроснабжение промышленных предприятий

5.Электроснабжение как подсистема энергетической и технологической систем. Задачи и перспективы развития электроснабжения.

6. Электрические машины и аппараты. Роль и значение электрических машин и аппаратов в современной технике и энергетике.

7. Процессы и аппараты теплотехнологии. Современное состояние и краткий обзор развития промышленных тепло-массообменных установок.

8. Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий.

9. Технология воды и топлива на ТЭС и промышленных предприятиях: основы теории, методы и средства обработки.

Энергообеспечение в теплоэнергетике и теплотехнологии

1.Основные понятия энергосбережения

Общие термины и определения энергосбережения. Пассивная экономия энергии, активная экономия энергии, термины и определения. Экономия энергии, достигаемая в результате организационных изменений и внедрения новых систем. Прочие термины.

2. Законодательная база энергосберегающей политики Республики Казахстан

Актуальность энергосбережения в Казахстане и мире: государственная программа энергосбережения в Республике Казахстан и мероприятия по её реализации. Нормативно-правовая и нормативно- техническая база энергосбережения. Энергосбережение и экология.

3. Метод предельного энергосбережения

Основные понятия и определения метода предельного энергосбережения; структурная схема замкнутого теплотехнологического комплекса; технологическая схема; энергосберегающие источники энергии; энергосберегающие схемы; энергосберегающие теплотехнические принципы. Интенсивное энергосбережение. Общая постановка задачи интенсивного энергосбережения и методы ее решения. Потенциал резерва интенсивного энергосбережения. Критерии энергетической оптимизации; концепции интенсивного энергосбережения.

4. Энергосбережение в топливо - энергетическом комплексе

Общий объем энергопотребления в топливо - энергетическом комплексе (ТЭК). Основные направления энергосбережения в ТЭК. Замещение ресурсов органического топлива. Энергосбережение в электроэнергетике: общее энергопотребление, энергосбережение при комбинированной выработке электроэнергии, снижение расхода энергии на собственные нужды; работа на высоких и сверхвысоких параметрах пара; энергосбережение при теплофикации от КЭС. Энергосберегающие технологии в ТЭК. Энергосбережение в газовой, угольной, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.

5. Энергосбережение в отраслях промышленности

Общая характеристика энергопотребления в отраслях промышленности. Энергоемкость и качество энергоиспользования в действующей промышленной теплотехнологии, системный подход к улучшению энергоиспользования. Энергосбережение в черной и цветной металлургии, машиностроении, химической, нефтехимической промышленности. Потенциалы энергосбережения, основные направления энергосбережения и наиболее эффективные энергосберегающие мероприятия в черной и цветной металлургии. Энергосбережение в производстве минерального сырья и строительных материалов, легкой промышленности, агропромышленном комплексе, на транспорте и в коммунально-бытовом хозяйстве.

6. Энергосбережение в теплотехнологии

Энергоиспользование в теплотехнологии. Энергосберегающие мероприятия в теплотехнологии. Основные направления рационального использования топлива и энергии в технологических процессах. Факторы, определяющие эффективность использования топлива и энергии. Энергосбережение при производстве и распределении тепловой энергии; энергосбережение в промышленных котельных; рациональное энергоиспользование в системах производства и распределения энергоносителей; энергосбережение в системах отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, сушильных, выпарных, ректификационных установках; энергосбережение при электроснабжении промышленных предприятий, объектов аграрно-промышленного комплекса, жилищно-коммунального хозяйства; энергосбережение в системах освещения.

7. Безотходные технологии и использование вторичных энергетических ресурсов

Основы безотходных технологий. Понятие о безотходной технологии, пути повышения безотходности производства, безотходная технология и энергосбережение, принципы безотходной технологии, реализация новых теплотехнологических процессов на базе энергосберегающих тепловых схем и энергосберегающих источников энергии. Показатели безотходности и использования отходов.

Энергоиспользование и вторичные энергоресурсы (ВЭР). Источники, потенциал и основные направления использования ВЭР.

8. Энегоаудит в энегосбережении

Основы энергоаудита объектов теплоэнергетики. Особенности энергоаудита промышленных предприятий; экспресс-аудит; углубленные энергетические обследования; энергетический паспорт. Топливно-энергетический баланс промышленных предприятий. Цели и задачи составления, виды и анализ топливно-энергетических балансов промышленных предприятий.

9. Использование нетрадиционных источников энергии

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Традиционные и нетрадиционные источники энергии; запасы и ресурсы источников энергии; динамика потребления энергоресурсов и развитие энергетического хозяйства, экологические проблемы энергетики; место нетрадиционных источников в удовлетворении энергетических потребностей человека.
Проблемы и перспективы развития нетрадиционной энергетики.
Солнечная энергетика. Использование энергии Солнца. Физические основы процессов преобразования солнечной энергии. Солнечные энергетические установки. Типы коллекторов; принципы их действия и методы расчетов. Селективные покрытия. Аккумулирование тепла. Системы солнечного теплоснабжения. Солнечные электростанции. Ветроэнергетика. Резервы и принципы преобразования ветровой энергии. Биоэнергетика. Геотермальная энергетика.

Техническая термодинамика

1. Первое начало термодинамики

Внутренняя энергия как функция состояния. Уравнения первого начала термодинамики. Понятие энтальпии. Частные производные внутренней энергии.

Понятие теплоемкости. Связь между истинной и средней теплоемкостями, теплоемкости и внутренняя энергия и энтальпия.

Первое начало термодинамики для потока. Виды работ потока.

2.Термодинамические процессы идеального газа

Понятие равновесного, обратимого процессов. Круговые процессы (циклы). Идеальный газ: уравнение и диаграммы состояния, основные законы, опыт Джоуля, уравнение Майера. Смеси идеальных газов. Основные термодинамические процессы идеального газа, тепло и работа процессов, определение изменения калорических свойств веществ в идеально газовом состоянии.

3.Второе начало термодинамики

Обратимый цикл Карно, термический КПД, теоремы Карно. Произвольный обратимый цикл, понятие энтропии как функции состояния, неравенство и интеграл Клаузиуса. Изменение энтропии в обратимых и необратимых процессах. Условие равновесия изолированных термодинамических систем.

Термодинамическая вероятность состояния. Статистический смысл второго начала термодинамики.

Характеристические функции. Условие устойчивого равновесия. Химический потенциал.

Абсолютная газовая и термодинамическая шкала температур. Практическая термодинамическая шкала температур.

Обратимость и производство полезной работы. Эксергия.

4.Термодинамические свойства веществ

Опыт Эндрюса. Уравнение и изотермы Ван-дер-Ваальса. рT-, рu-диаграммы реальных веществ, термические коэффициенты и уравнение состояния и таблицы. Калорические свойства веществ. Фазовое равновесие и фазовые переходы.

Дифференциальные уравнения термодинамики. Термодинамические процессы воды и водяного пара. hs,Ts- диаграммы.

Влажный воздух, hd -диаграмма влажного воздуха, процессы во влажном воздухе.

5.Термодинамика потока

Процессы адиабатного истечения. Скорость звука, переход через скорость звука. Сопло Лаваля. Истечение водяного пара. Смешение и дросселирование паров и газов.

6. Газовые циклы

Компрессоры. Индикаторная диаграмма и термодинамический цикл работы поршневого компрессора. Работа сжатия.

Циклы двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных установок и реактивных двигателей. Термический КПД двигателей и пути их повышения.

7.Паросиловые циклы

Цикл Ренкина, термический КПД, его зависимость от начальных параметров пара, промежуточного перегрева пара, регенеративного подогрева питательной воды. Теплофикационные циклы, коэффициент теплофикации. Бинарные циклы.

Циклы атомных теплоэнергетических установок. Методы прямого преобразования тепловой энергии в электрическую.

8.Циклы холодильных установок и тепловых насосов

Циклы пароэжекторной, парокомпрессорной, воздушной и абсорбционной холодильных установок. Холодильный коэффициент, принцип работы трансформаторов тепла и тепловых насосов.

9. Основы химической термодинамики и термодинамики необратимых процессов

Типы химических реакции, равновесие и подвижность реакции. Скорость химической реакции, закон Аррениуса.

Метод термодинамики необратимых процессов, общее выражение для диссипативной функции, теория теплопроводности.