МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ) ___________________________________________________________________________________________________________

Направление подготовки: 140700 Ядерная энергетика и теплофизика

Профиль(и) подготовки: Техника и физика низких температур

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"КРИОГЕННЫЕ И СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ СИСТЕМЫ "

Цикл:

профессиональный

Часть цикла:

по выбору

№ дисциплины по учебному плану:

ИТАЭ; Б3.17.2

Часов (всего) по учебному плану:

72

Трудоемкость в зачетных единицах:

2

8 семестр – 2;

Лекции

15 час

8 семестры

Практические занятия

-

-

Лабораторные работы

15 час

8 семестры

Расчетные задания, рефераты

18 час самостоят. работы

8 семестры

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

42 час

Экзамены

-

-

Курсовые проекты (работы)

-

-

Москва - 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение возможностей создания сверхпроводящих энергетических устройств различного назначения.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

·  самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

·  анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);

·  принимать и обосновывать конкретные технические решения при создании объектов энергетического машиностроения (ПК-10);

·  использовать информацию о новых технологических процессах и новых видах технологического оборудования (ПК-17).

Задачами дисциплины являются

·  познакомить обучающихся с проблемами при создании энергетического оборудования на основе использования явления сверхпроводимости;

·  дать информацию о новейших разработках систем для энергетических устройств на основе использования явления сверхпроводимости;

·  научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при конструировании криогенных систем, обеспечивающих работу энергетических устройств на основе использования явления сверхпроводимости;

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к части по выбору профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Техника и физика низких температур" направления 140700 Ядерная энергетика и теплофизика.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Установки и системы низкотемпературной техники", "Криофизика" и учебно-производственной практике.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин "Основы энергетики" и "Оборудование криогенных систем", а также программы магистерской подготовки.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

·  основные источники научно-технической информации по материалам для создания сверхпроводящих систем;

·  материалы, применяемые при создании сверхпроводящих систем;

·  основы построения криогенных систем для криостатирования сверхпроводящих объектов.

Уметь:

·  использовать программы расчетов характеристик сверхпроводящих устройств и систем для их криостатирования;

·  осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы (ПК-6);

·  выбирать конструкционные материалы для изготовления сверхпроводящих устройств;

·  анализировать информацию о новых криогенных системах для различных задач энергетики.

Владеть:

·  терминологией в области сверхпроводимости;

·  навыками поиска информации о сверхпроводниках и системах криостатирования;

·  навыками применения полученной информации при проектировании элементов криогенных и сверхпроводящих систем.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часов.

№

п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)

лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Введение в прикладную сверхпроводимость. Крупномасштабное применение сверхпроводников

13

8

3

10

Тест на знание терминологии

2

Физические свойства сверхпроводников

19

8

4

5

10

Подготовка к лабораторной работе

3

Стабилизация сверхпроводящих магнитных систем

19

8

4

5

10

Подготовка к лабораторной работе

4

Криогенные системы для криостатирования сверхпроводников

19

8

4

5

10

Подготовка к лабораторной работе

Зачет

2

8

--

--

2

Защита отчетов по лабораторным работам

Итого:

72

15

15

42

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1. Введение в прикладную сверхпроводимость.

Возможности использования сверхпроводников в энергетике. Мощные магниты, электромашины, транспорт на магнитной подвеске, кабели для передачи электроэнергии, элементы вычислительной техники (туннельные контакты и т. п.)

2. Физические свойства сверхпроводников

Природа сверхпроводимости. Термодинамика и электродинамика сверхпроводников. Макроскопические и микроскопические модели сверхпроводимости. Сверхпроводящие материалы, необходимый уровень температур, критические параметры функционирования сверхпроводников, защита от перехода в нормальное состояние, распространение нормальной зоны. Высокотемпературная сверхпроводимость (ВТСП). Технологии производства ВТСП. Технологии производства ВТСП-кабеля.

3. Стабилизация сверхпроводящих магнитных систем

Способы защиты сверхпроводящих систем от перехода в нормальное состояние. Температурная стабилизация, принудительное охлаждение в циркуляционных системах. Применение токовводов для подвода энергии к обмотке, их конструкции, методы расчета. Температурные напряжения в тепловых мостах.

4. Криогенные системы для криостатирования сверхпроводников

Классификация криогенных систем. Термодинамические схемы систем. Расчет режима захолаживания. Тепловые мосты и теплоизоляция в криостатах систем. Выбор криогенной установки. Примеры установок.

4.2.2. Практические занятия

Практические занятия учебным планом не предусмотрены

4.3. Лабораторные работы

№ 1. Исследование параметров сверхпроводников.

№ 2. Исследование процесса захолаживания объекта.

№ 3. Изучение конструкций элементов криогенных систем.

4.4. Расчетные задания

Расчет термодинамических и критических параметров сверхпроводников

Расчет теплопритоков в криостате для размещения сверхпроводящего устройства.

Расчет времени захолаживания объекта криостатирования.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций. Презентации лекций содержат большое количество фотоматериалов. Выездная лекция-экскурсия во Всероссийский электротехнический институт, институт им. Кржижановского, Научный центр «Курчатовский институт».

Самостоятельная работа включает подготовку к лабораторным работам, оформление отчета и подготовку расчетного задания, подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, устный опрос, презентация расчетного задания, защита отчета по лабораторным работам.

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как соотношение весовых коэффициентов различных видов контроля.

В приложение к диплому вносится оценка за 8 семестр

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Дмитриев криофизики конденсированных систем. М. МЭИ. 2006.

2. .Физические основы сверхпроводимости. М.: МФТИ, 2003.

3. Глебов ИА, Данилевич ЯБ, Шахтарин ВН Турбогенераторы с использованием сверхпроводимости Л Наука 1с

4. Сверхпроводящие машины и устройства. под ред и М, Мир, 1с.

5. Уилсон М Сверхпроводящие магниты М Мир 1с.

6. , , . 19с.

б) дополнительная литература:

1. Криогенные электрические машины. под ред , 19с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

наборы слайдов

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www.kryogenmash.ru; www. *****; www. aist. go. jp; www. superconductors. org

б) другие:

видеоматериалы об ОАО "Гелиймаш".

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов, лабораторные стенды для выполнения запланированных работ

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика» и профилю «Техника и физика низких температур».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к. т.н., доцент

д. т.н., профессор

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Низких температур

д. т.н., профессор