Программа вступительного экзамена в аспирантуру

по специальной дисциплине по научной специальности

05.14.01. – Энергетические системы и комплексы

(технические науки)

Приложение 12

к приказу ректора от 01.01.2001г. № 000

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БРАТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ПРОГРАММА

вступительного экзамена в аспирантуру

по специальной дисциплине по научной специальности

05.14.01. – Энергетические системы и комплексы

(технические науки)

Братск

2012

Программа разработана в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования, рассмотрена на заседании кафедры промышленной теплоэнергетики 19 апреля 2012г., протокол

Принята на заседании ученого совета факультета Энергетики и автоматики 27 апреля 2012г., протокол

Рекомендована приемной комиссией по набору в аспирантуру и докторантуру ФГБОУ ВПО «БрГУ» 29 мая 2012 г., протокол

Утверждена ученым советом ФГБОУ ВПО «БрГУ» 31 мая 2012г., протокол

2

СОДЕРЖАНИЕ

1. ПРОГРАММА ………………………………………………………………………………3

2. ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ…………………………………………………....6

3. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА………………………………………………….…8

3

ПРОГРАММА

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ

Промышленная теплоэнергетика, ее место и значение в топливно-энергетическом комплексе страны.

Теплоэнергетические и теплотехнологические комплексы промпредприятий. Обобщенное понятие о системе теплоэнергоснабжения промпредприятия и входящих в её состав систем производства и распределения энергоносителей.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ БАЗА СПЕЦИАЛЬНОСТИ

Термодинамическая система и окружающая среда. Состояние термодинамической системы, параметры и уравнение состояния. Термодинамические процессы. Первый закон термодинамики. Работа и теплота - формы обмена энергией. Второй закон термодинамики. Термодинамические циклы и их изображение в Т-S - диаграмме. Понятие эксергии. Потери эксергии в необратимых процессах. Эксергетический КПД.

Циклы газо - и паротурбинных установок. Циклы холодильных и компрессорных установок. Процессы дросселирования газов и паров.

Виды теплообмена. Основной закон теплопроводности (закон Фурье). Теплопроводность стенок (плоской, цилиндрической, многослойной). Конвективный теплообмен (закон Ньютона). Особенности конвективного теплообмена при ламинарном и турбулентном течениях. Теплоотдача при свободном и вынужденном движении жидкости и при поперечном обтекании труб и пучков.

Сложный теплообмен. Теплопередача, определение коэффициента теплопередачи. Топливо. Характеристики и элементарный состав топлива. Теплота сгорания топлива. Понятие условного топлива. Горение газового, жидкого и твердого топлива.

МАШИНЫ, АГРЕГАТЫ, АППАРАТЫ И УСТРОЙСТВА СИСТЕМ ТЕПЛОЭНЕРГО-

СНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ.

Котельные установки. Классификация и области использования котлоагрегатов. Материальные балансы котлов. Топочные устройства. Их классификация, конструктивное оформление и показатели. Области использования различных топок. Устройства для сжигания различных видов топлива (горелки и форсунки). Конструкции и области их использования.

Эксплуатация теплоэнергетических установок. Охрана труда при работе котельных и ТЭС. Теплообменные аппараты. Классификация, схемы, конструкции и принципы их расчета. Теплоносители и их параметры.

Водоподготовка. Требования к питательной воде. Основные способы обработки питательной воды. Классификация и характеристики паровых турбин. Назначение и области использования теплофикационных установок и их эффективность.

Нагнетатели, их классификация, характеристики и области использования. Определение работы, мощности и КПД нагнетателей.

4

СИСТЕМЫ ТЕПЛОЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ПРОМПРЕДПРИЯТИЙ

Системы теплоснабжения промпредприятий. Их классификация, структура и основные элементы. Виды тепловых нагрузок и их расчет. Режимы и графики теплопотребления. Теплоносители и их параметры.

Горячее водоснабжение. Расчетная потребность в тепле на горячее водоснабжение. Графики потребления. Отопление промышленных и жилых зданий. Расчет теплопотерь и тепловыделений в производственных помещениях. Суточные и годовые графики теплопотребления.

Паровые системы теплоснабжения: схемы, состав и режимы работы. Системы сбора и возврата конденсата от промышленных потребителей. Меры по снижению потерь конденсата.

Водяные системы теплоснабжения: классификация, схемы и области применения. Преимущества и недостатки водяных и паровых систем теплоснабжения. Назначение и методы регулирования тепловой нагрузки в системах централизованного теплоснабжения и их сопоставление. Центральное регулирование однородной и разнородной тепловой нагрузки. Графики температур и расхода теплоносителя.

Назначение и рациональные области использования паровых и водогрейных котельных. Выбор количества котлоагрегатов, их типоразмеров и состава вспомогательного оборудования. Назначение, области применения. принципиальные схемы и основное оборудование паротурбинных (ПТС), газотурбинных (ГТС), парогазовых (ПГС) и атомных (АЗС) электростанций.

ТЭЦ: назначение, схема, основное оборудование. Параметры пара. Технико-экономические показатели ТЭЦ.

Основные схемы отпуска тепла на ТЭЦ. Выбор оптимального значения коэффициента теплофикации. Выбор типа и количества основного оборудования ТЭЦ.

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Процессы образования загрязнителей при работе котлов; нормирование допустимых уровней вредных выбросов (ПДК, ПДВ). Рассеивание вредных выбросов в атмосфере. Классификация и конструкции дымовых труб. Золоуловители: принцип действия, конструкции, технические характеристики и сравнительная оценка. Сточные воды теплоэнергетических установок, методы их очистки.

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

Классификация ВЭР, методы и схемы использования тепловых и горючих ВЭР. Основные типы утилизационных установок. Конструкции котлов-утилизаторов. Энергосбережение в промышленных, жилых и общественных зданиях.

Использование теплоты уходящих дымовых газов теплоисточников и удаляемые вентиляционного воздуха. Конструкции теплоутилизаторов.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЕ И ТЕПЛОИСПОЛЬЗУЮЩИЕ УСТАНОВКИ

Классификация, устройство и основы расчета сушильных установок. Процессы сушки капиллярно-пористых материалов в Н-d диаграмме влажного воздуха.

5

Классификация, устройство и основы расчета выпарных аппаратов и установок. Состав и показатели воздушных компрессорных станций промпредприятий. Выбор типа и количества компрессоров и вспомогательного оборудования.

Многоступенчатое сжатие. Влияние начальных условий и характеристик рабочего тела на работу сжатия. Компрессоры. Их классификация, принцип работы, показатели, выбор и области использования.

Назначение, структура и классификация систем воздухоснабжения промпредприятий. Методы определения расчетной потребности в сжатом воздухе. Прокладка воздухопроводов и методика их расчета.

Потребители искусственного холода. Требования к хладоагентам. Расчет потребности предприятия в холоде. Способы производства холода и типы холодильных установок. Системы водоснабжения промпредприятий (схемы и состав). Качество воды и определение ее потребности на предприятии.

Теплоизоляционные материалы и конструкции, применяемые на предприятиях. Методика расчета тепловых потерь трубопроводов и ограждающих поверхностей теплоиспользующего оборудования. Определение оптимальной толщины изоляции.

6

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ

1.  Промышленная теплоэнергетика, ее место и значение в топливно-энергетическом комплексе страны. Теплоэнергетические и теплотехнологические комплексы промпредприятий. Обобщенное понятие о системе теплоэнергоснабжения промпредприятия и входящих в её состав систем производства и распределения энергоносителей.

2.  Термодинамическая система и окружающая среда. Состояние термодинамической системы, параметры и уравнение состояния. Термодинамические процессы.

3.  Первый закон термодинамики. Работа и теплота - формы обмена энергией.

4.  Второй закон термодинамики. Термодинамические циклы и их изображение в Т-S - диаграмме. Понятие эксергии. Потери эксергии в необратимых процессах. Эксергетический КПД.

5.  Циклы газо - и паротурбинных установок.

6.  Циклы холодильных и компрессорных установок.

7.  Процессы дросселирования газов и паров.

8.  Виды теплообмена. Основной закон теплопроводности (закон Фурье). Теплопроводность стенок (плоской, цилиндрической, многослойной).

9.  Конвективный теплообмен (закон Ньютона). Особенности конвективного теплообмена при ламинарном и турбулентном течениях. Теплоотдача при свободном и вынужденном движении жидкости и при поперечном обтекании труб и пучков.

10.  Сложный теплообмен. Теплопередача, определение коэффициента теплопередачи.

11.  Топливо. Характеристики и элементарный состав топлива. Теплота сгорания топлива. Понятие условного топлива.

12.  Горение газового, жидкого и твердого топлива.

13.  Котельные установки. Классификация и области использования котлоагрегатов. Материальные балансы котлов.

14.  Топочные устройства. Их классификация, конструктивное оформление и показатели. Области использования различных топок.

15.  Устройства для сжигания различных видов топлива (горелки и форсунки). Конструкции и области их использования.

16.  Эксплуатация теплоэнергетических установок.

17.  Охрана труда при работе котельных и ТЭС.

18.  Теплообменные аппараты. Классификация, схемы, конструкции и принципы их расчета. Теплоносители и их параметры.

19.  Водоподготовка. Требования к питательной воде. Основные способы обработки питательной воды.

20.  Классификация и характеристики паровых турбин. Назначение и области использования теплофикационных установок и их эффективность.

21.  Нагнетатели, их классификация, характеристики и области использования. Определение работы, мощности и КПД нагнетателей.

22.  Системы теплоснабжения промпредприятий. Их классификация, структура и основные элементы.

23.  Виды тепловых нагрузок и их расчет. Режимы и графики теплопотребления. Теплоносители и их параметры.

24.  Горячее водоснабжение. Расчетная потребность в тепле на горячее водоснабжение. Графики потребления.

25.  Отопление промышленных и жилых зданий. Расчет теплопотерь и тепловыделений в производственных помещениях. Суточные и годовые графики теплопотребления.

26.  Паровые системы теплоснабжения: схемы, состав и режимы работы. Системы сбора и возврата конденсата от промышленных потребителей. Меры по снижению потерь конденсата.

7

27.  Водяные системы теплоснабжения: классификация, схемы и области применения. Преимущества и недостатки водяных и паровых систем теплоснабжения.

28.  Назначение и методы регулирования тепловой нагрузки в системах централизованного теплоснабжения и их сопоставление. Центральное регулирование однородной и разнородной тепловой нагрузки. Графики температур и расхода теплоносителя.

29.  Назначение и рациональные области использования паровых и водогрейных котельных. Выбор количества котлоагрегатов, их типоразмеров и состава вспомогательного оборудования.

30.  Назначение, области применения. принципиальные схемы и основное оборудование паротурбинных (ПТС), газотурбинных (ГТС), парогазовых (ПГС) и атомных (АЗС) электростанций.

31.  ТЭЦ: назначение, схема, основное оборудование. Параметры пара. Технико-экономические показатели ТЭЦ.

32.  Основные схемы отпуска тепла на ТЭЦ. Выбор оптимального значения коэффициента теплофикации. Выбор типа и количества основного оборудования ТЭЦ.

33.  Процессы образования загрязнителей при работе котлов; нормирование допустимых уровней вредных выбросов (ПДК, ПДВ).

34.  Рассеивание вредных выбросов в атмосфере. Классификация и конструкции дымовых труб.

35.  Золоуловители: принцип действия, конструкции, технические характеристики и сравнительная оценка.

36.  Сточные воды теплоэнергетических установок, методы их очистки..

37.  Классификация ВЭР, методы и схемы использования тепловых и горючих ВЭР.

38.  Основные типы утилизационных установок. Конструкции котлов-утилизаторов.

39.  Энергосбережение в промышленных, жилых и общественных зданиях.

40.  Использование теплоты уходящих дымовых газов теплоисточников и удаляемые вентиляционного воздуха. Конструкции теплоутилизаторов.

41.  Классификация, устройство и основы расчета сушильных установок. Процессы сушки капиллярно-пористых материалов в Н-d диаграмме влажного воздуха.

42.  Классификация, устройство и основы расчета выпарных аппаратов и установок.

43.  Состав и показатели воздушных компрессорных станций промпредприятий. Выбор типа и количества компрессоров и вспомогательного оборудования.

44.  Многоступенчатое сжатие. Влияние начальных условий и характеристик рабочего тела на работу сжатия. Компрессоры. Их классификация, принцип работы, показатели, выбор и области использования.

45.  Назначение, структура и классификация систем воздухоснабжения промпредприятий. Методы определения расчетной потребности в сжатом воздухе. Прокладка воздухопроводов и методика их расчета.

46.  Потребители искусственного холода. Требования к хладоагентам. Расчет потребности предприятия в холоде. Способы производства холода и типы холодильных установок.

47.  Системы водоснабжения промпредприятий (схемы и состав). Качество воды и определение ее потребности на предприятии.

48.  Теплоизоляционные материалы и конструкции, применяемые на предприятиях. Методика расчета тепловых потерь трубопроводов и ограждающих поверхностей теплоиспользующего оборудования. Определение оптимальной толщины изоляции.

8

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.  Теплоэнергетика и теплотехника. Справочная серия. В четырех книгах: Теплоэнергетика и теплотехника. Теоретические основы теплотехники. Тепловые и атомные электрические станции. Промышленная теплоэнергетика. Под общ. ред. и . - М.: Энергоатомиздат, 1989, 1990, 1991.

2.  Теплоэнергетический справочник. т. 1 и т.2 - М.: Энергия, 1975, 1976.

3.  , Полтарейкин по котельным установкам малой производительности. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

4.  , , и др. Промышленные тепло - массообменные процессы и установки. М.: Энергоиздат, 19с.

5.  Лебедев , сушильные и холодильные установки. - М.: Энергия, 19с.

6.  , Теплоиспользующие установки промпредприятий - Энер­гия, 19с.

7.  , , Удыма , монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок.- М.: Энергоиздат, 198 с.

8.  Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей. Под ред. . - М.: Стройиздат, 1965.

9.  , Нянковская по проектированию котельных установок систем централизованного теплоснабжения. - М.: Энергия, 1979.

10.  Справочник проектировщика. Часть 1 и 2. Под ред. . - М.: Стройиздат, 1975 и 1977.

11.  и др. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. Справочник. - М.: Стройиздат, 1988.

12.  Водяные тепловые сети. Справочное пособие по проектированию. Под ред. и . - М.: Энергоатомиздат, 1988.

13.  Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха. Справочное пособие. Под ред. и . - М.: Стройиздат, 1990.

14.  Справочник по пыле - и золоулавливанию. Под ред. . - М.: Энергия, 1975.

15.  , Бережнов по эксплуатации систем теплоснабжения. - Киев.: Будивельник, 1977.

16.  Справочное пособие теплоэнергетика электрических станций. Минск.: Беларусь, 1974.

17.  Кутателадзе и гидродинамическое сопротивление. Справочное пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1990.

18.  , , Бобков по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). М.: Энергоатомиздат, 1990.

19.  Справочник по теплообменникам. т.1 и 2. - М.: Энергоатомиздат, 1987.

20.  , , Ямпольский и вентиляция жилых и гражданских зданий. Справочник. - Киев: Будивельник, 1983.

21.  , Александров свойства воды и водяного пара. Справочник. - М.: Энергоатомиздат, 1984.

22.  Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Отраслевой каталог 15-83. - М.: НИИЭИнформэнергомаш, 1983.

23.  Зыков и водогрейные котлы. - М.: Энергоатомиздат, 1987.

24.  , , Техническая термодинамика: Учебник. - 4-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 19с.

25.  Андрющенко термодинамики циклов теплоэнергетических установок: Учебное пособие. - 3-е изд., перераб. - М.: Высшая школа, 19с.

26.  Ривкин свойства газов: Справочник. - 4-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 19с.

27.  Ривкин свойства воды и водяного пара: Справочник. - М.: Энергоатомиздат, 19с.

9

28.  Термодинамика. Жуковский ред. - М.:Энергоатомиздат, 19с.

29.  , , Покровский водного и воздушного бассейнов от выбросов ТЭС. Учебное пособие - М.: Энергия, 1с.

30.  Жабо окружающей среды на ТЭС и АЭС: Учебн. для техникумов. - М.: Энергоатомиздат, 19с.

31.  Справочник по золоулавливанию /, и др. Под ред. - М.: Энергоиздат, 1с.

32.  Энергетика и охрана окружающей среды /, , и др. Под ред - М.: Энергия, 1с.

33.  Огнетехнические установки и топливоснабжение. Учебное пособие для вузов (, и др.)- М.: Высшая школа, 1982 – 318 с. ил.

34.  , Юренев промышленных предприятий. – М.: Энергия, 1978 – 336 с. ил.

35.  Елизаров установки электростанций. – М.: Энергоиздат, 1982 – 264 с. ил.

36.  Теплотехническое оборудование и теплоснабжение пром. предприятий //Под ред. . М.: Энергия, 1979, 544 с. ил.

37.  Козлов и природа. – М.: Мысль, 1982. – 92 с.

38.  Современные проблемы энергетики / Под ред. – М.: Энергоатомиздат, 1984 – 232 с.

39.  Лебедев и проектирование сушильных установок. - М.: - Л.: Государствен­ное энергетическое издательство, 1963.

40.  Бакластов монтаж и эксплуатация теплоиспользующих установок. - М.; Энергия, 19с.

41.  , Соболева проектирование по предмету "Процессы и аппараты химической промышленности". - М.: Высшая школа, 1980, - 221 с.

42.  , Крохин - и массообменные аппараты криогенной техники. - М.: Энергоиздат, 19с.

43.  СНиП 2.04-86. Тепловые сети. - М.: Госстрой СССР, 1988.

44.  СНиП П-34-76. Горячее водоснабжение. М.: Стройиздат, 1976.

45.  СНиП П.04.05-86. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. - М.: Госстрой СССР, 1986.

46.  СНиП П-35-76. Котельные установки. - М.: Стройиздат, 1977.

47.  СНиП П-58-75. Электростанции тепловые. - М.: Стройиздат,

48.  СНиП П-37-76. Газоснабжение. Внутренние и наружные устройства. - М.: Стройиздат, 1977.

49.  Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. - М.: Энергия, 1973.

50.  Аэродинамический расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. - М.: Энергия. 1977.

51.  Гидравлический расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. - М.: Энергия, 1978.

52.  Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий. СН 245-71.

53.  Методические указания по определению расходов топлива, электроэнергии и воды на выработку тепла отопительными котельными коммунальных теплоэнергетических предприятий. - М.: Стройиздат, 1979.

54.  Методические указания по определению предельно допустимых выбросов (ПДВ) и временно согласованных выбросов (ВСВ) вредных веществ в атмосферу для тепловых электростанций. - М.: Союзтехэнерго, 1981.

55.  Котлы стационарные паровые и водогрейные и трубопроводы пара и горячей воды. Нормы расчета на прочность. ОСТ 108.031.02-75. - М.: Энергия, 1975.

56.  Руководство по проектированию тепловых пунктов. - М.: Стройиздат, 1983.

57.  Проектирование топок с твердым шлакоудалением. Руководящие указания. - Л.: ЦКТП, вып. 42.