МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Самарский государственный технический университет»
(ФГБОУ ВПО «СамГТУ»)
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
___________________
«___» ___________ 20___г.
ПРОГРАММА ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА
по направлению подготовки
_______13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника __________
профиль
______________« Энергетика теплотехнологий»________ ____
Утверждена на заседании кафедры | Утверждена Ученым советом факультета |
__Промышленная теплоэнергетика___ (наименование кафедры) | _______Теплоэнергетический_________ (наименование факультета) |
Протокол №___ от «__»_________ 20___г. | Протокол №___ от «__»_________ 20___г. |
Заведующий кафедрой | Председатель Ученого совета факультета |
____________ ___________________ (подпись) (ФИО) | ____________ ___________________ (подпись) (ФИО) |
Самара
2015 г.
Составители:
д. т.н., профессор___ ______________ ___________ _____
степень, звание, должность подпись дата инициалы, фамилия
__к. т.н., доцент_______ ______________ ___________ __
степень, звание, должность подпись дата инициалы, фамилия
СОГЛАСОВАНО
Начальник УВО ______________ ___________
подпись дата
1. Введение
Итоговый междисциплинарный экзамен (ИМЭ) является одним из видов аттестационных испытаний, предусмотренных по профилю 140100 «Энергетика теплотехнологий».
Целями итогового междисциплинарного экзамена по профилю являются:
- диагностическая - проверка соответствия уровня и качества подготовки выпускника предъявляемым к нему квалификационным требованиям, а также требованиям к содержанию основных изученных дисциплин и общим требованиям государственного образовательного стандарта по специальности; прогностическая – выявление способностей выпускника к служебному росту, профессиональному совершенствованию, уточнение перспектив его использования по должностному предназначению; корректирующая – определение качества подготовки выпускника; учебная – закрепление у аттестуемых теоретических знаний и практических умений по специальности; воспитательная – формирование у выпускника морально – психологической готовности к преодолению трудностей начального периода профессиональной деятельности.
2. Порядок проведения итогового
междисциплинарного экзамена
Итоговый междисциплинарный экзамен является проверкой конкретных функциональных возможностей студента и способности его к самостоятельным суждениям на основе имеющихся знаний.
На экзамене выпускник должен подтвердить знания в области общепрофессиональных базовых и специальных дисциплин, достаточные для работы в коллективе и профессионального выполнения должностных обязанностей.
К сдаче итогового междисциплинарного экзамена допускаются студенты, выполнившие требования Основной образовательной программы подготовки бакалавра и прошедшие все аттестационные испытания, предусмотренные Учебным планом. Экзамен принимается экзаменационной комиссией. Экзаменационная комиссия формируется из ведущих преподавателей, преподающих учебные дисциплины, включенные в состав итогового междисциплинарного экзамена. В состав комиссии могут включаться специалисты предприятий, ведущие преподаватели и научные сотрудники других ВУЗов.
В период подготовки к экзамену студентам предоставляются необходимые консультации по дисциплинам. На итоговом экзамене студенты получают экзаменационный билет. На подготовку ответов по вопросам билета студенту дается два академических часа.
После приема экзамена у всех студентов, назначенных на данный день, члены комиссии обсуждают результаты сдачи, дают оценку каждому студенту и объявляют оценки аттестуемым.
По завершении экзамена экзаменационная комиссия проставляет студенту оценку по системе «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», «неудовлетворительно».
Знания и умения выпускника оценивается по следующим критериям:
- уровень усвоения и полнота изложения вопросов билета; умение грамотно и логично доложить содержание вопроса, сделать правильные обобщения и выводы;
- умение самостоятельно прилагать теорию к практике, проиллюстрировать конкретными примерами сущность основных понятий и определений;
Во время экзамена студенты могут пользоваться справочной литературой, в соответствии с утвержденным списком.
Критерии и методика определения оценки
знаний, умений и практических навыков выпускников
1. Результаты проверки вопросов экзаменационного билета оцениваются:
«Отлично» – если:
- существо вопросов усвоено и изложено в полном объеме; ответы аттестуемого были исчерпывающими, четкими, ясными и не содержали каких-либо ошибок;
- материал изложен грамотно и логично, в ответах сделаны правильные обобщения и выводы;
- экзаменуемый продемонстрировал умение самостоятельно прилагать теорию к практике, иллюстрировать конкретными примерами сущность основных понятий и определений;
«Хорошо» – если:
- содержание вопросов усвоено и раскрыто полностью, без существенных упущений; ответы экзаменуемого были последовательными, логичными, не содержали принципиальных ошибок, но оказались недостаточно исчерпывающими;
- по ходу ответа допускались ошибки стилистического и методического характера (оговорки, неточности); обобщения и выводы по изложенному материалу были неполными или сделаны лишь с помощью экзаменатора;
- применение теоретических знаний в практике вызвало у экзаменуемого затруднения
«Удовлетворительно» – если:
- вопросы усвоены нетвердо и раскрыты лишь частично;
- ответы экзаменуемого оказались недостаточно последовательными и логичными, содержали существенные ошибки и неточности;
- экзаменуемый не показал умения делать обобщения и выводы, а также прилагать теорию к практике без помощи экзаменатора;
«Неудовлетворительно» – если:
- в ответах на вопросы имеют место грубые ошибки, непонимание сущности излагаемого вопроса, неумение применять теоретические знания на практике; - неуверенность и неточность ответов на дополнительные и наводящие вопросы.
3. Программа и вопросы итогового междисциплинарного экзамена по профилю 140100 «Энергетика теплотехнологий»
3.1. Итоговый междисциплинарный экзамен по профилю проводится в объеме Учебных программ, выносимых на него дисциплин, по экзаменационным билетам, в письменной форме.
3.2. Содержание экзаменационных билетов, перечни вопросов и справочных материалов утверждаются на заседании кафедры «Промышленная теплоэнергетика» Самарского государственного технического университета.
3.3. Программа экзамена и критерии его оценки утверждаются Ученым советом факультета.
3.4. Перечень дисциплин, выносимых на итоговый междисциплинарный экзамен по профилю, выбран с таким расчетом, чтобы они охватывали основные виды будущей профессиональной деятельности выпускника в соответствии с предъявляемыми требованиями к уровню его профессиональной подготовленности, а именно:
- Нагнетатели и тепловые двигатели Источники энергии теплотехнологии Термовлажностные и низкотемпературные теплотехнологические процессы и установки Высокотемпературные процессы и установки Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии Техника сжигания газа Децентрализованные источники теплоснабжения Автоматизация ТГУ
Нагнетатели и тепловые двигатели
В рамках подготовки к данной дисциплине студент должен:
Знать:
- теоретические основы и принципы действия насосов, вентиляторов, компрессоров, паровых и газовых турбин, используемых на промышленных предприятиях;
- их конструкции, методы выбора, характерные режимные и технико-экономические показатели их работы;
Уметь:
- оценивать и анализировать гидродинамические процессы, протекающие в тепломеханическом оборудовании;
Иметь представление:
- о расчетах основных характеристик машин с учетом условий эксплуатации, свойств рабочих тел и типоразмеров;
- студент должен иметь опыт определения основных геометрических размеров машин по заданным условиям;
- студент должен применять знания по выбору наиболее экономичных и безопасных режимов регулирования;
Источники энергии теплотехнологии
В рамках подготовки к данной дисциплине студент должен:
Знать:
Свойства ископаемых топлив и их влияние на технику процесса сжигания и конструкции котлов, печей, реакторов технологических установок;
Уметь:
Составить баланс теплоты котла и рассчитать величину необходимой поверхности нагрева котла;
Приобрести навыки:
определения отдельных статей теплового баланса котла, определения теплотехнических характеристик топлив;
Термовлажностные и низкотемпературные теплотехнологические процессы и установки
В рамках подготовки к данной дисциплине студент должен:
Знать:
- устройство теплообменных и тепломассообменных установок и рабочие процессы, проходящие в них;
Иметь представление:
- о месте тепломассообменных установок в системе современного производства;
Уметь:
- выбирать тепломассообменный аппарат, определять наиболее подходящий теплоноситель; выполнять тепловой и гидравлический расчеты тепломассообменного аппарата; пользоваться ЭВМ для оптимизации тепловой схемы и отдельного тепломассообменного аппарата; правильно подбирать вспомогательное оборудование; использовать вторичные энергоресурсы; разрабатывать мероприятия по защите окружающей среды;
Приобрести навыки:
- проведения теплотехнических исследований
Владеть:
- методами проектирования теплотехнологических установок;
Высокотемпературные процессы и установки
В рамках подготовки к данной дисциплине студент должен:
Знать:
- об особенностях конструкции высокотературных установок и их вспомогательных устройств;
Иметь представление:
- об устройстве основных элементов, входящих в высокотемпературную теплотехнологическую установку;
Уметь:
- выполнять необходимые проектные расчеты: внутренний и внешний теплообмен печи, аэродинамический расчет воздушного и дымового трактов;
Приобрести навыки:
- проектирования высокотемпературных технологических установок
Владеть:
- навыками теплотехнических исследований технологических установок;
Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии
В рамках подготовки к данной дисциплине студент должен:
Знать:
- основные виды возобновляемых источников энергии, основы государственной политики в области энергосбережения;
Иметь представление:
- об возобновляемых источниках энергии;
Уметь:
- использовать методы и критерии оценки эффективности использования энергии с учётом экономических и экологических требований в конкретных условиях;
Приобрести навыки:
- выполнения типовых расчётов, квалификационных работ бакалавров, дипломных работ и УНИР
Владеть:
- методикой расчета и проектирования теплотехнических установок (ТУ) с учетом использования возобновляемых источников энергии;
Техника сжигания газа
В рамках подготовки к данной дисциплине студент должен:
Знать:
- свойства газового топлива,
- физико-химические основы организации сжигания,
- устройства для сжигания газа,
- требования к горелочным устройствам,
- требования к свойствам газового факела с целью оптимизации тепловой работы агрегатов, повышения их энергоэффективности и снижения выбросов в воздушный бассейн;
Иметь представление:
- о современном состоянии газосжигающей технике и тенденциях её развития с учетом акцентов на развитие энергоэффективных теплогенерирующих и теплотехнологических установок,
- снижение уровня загрязнения воздушного бассейна;
Уметь:
- правильно подбирать способ сжигания газа исходя из технологических условий,
- подбирать газовые горелки с учетом требований тепловой работы,
- уметь рассчитывать горелочные устройства,
- анализировать формирование тепловых и аэродинамических характеристик факела,
- рассчитывать ущербы от загрязнения воздушного бассейна и рассеивание вредных выбросов,
- уметь пользоваться справочно-информационным материалом и каталогами по газосжигающей технике;
Приобрести навыки:
- выполнения поверочных и конструктивных расчетов современных ГГУ;
- методики проведения испытаний ГТУ, современных требований к конструкциям горелочных устройств.
Децентрализованное теплоснабжение
В рамках подготовки к данной дисциплине студент должен:
Знать:
- виды децентрализованного теплоснабжения,
- методы осуществления схем децентрализованного теплоснабжения,
- существующие виды источников автономного теплоснабжения,
Уметь:
- выбирать схему децентрализованного теплоснабжения
Иметь представление:
- об источниках энергии и видах топлива
Автоматизация ТГУ
В рамках подготовки к данной дисциплине студент должен:
Знать:
- основы автоматического управления процессами и установками,
- принципы построения систем автоматического управления,
- существующие типы и системы автоматических регуляторов, исполнительных механизмов.
Уметь:
- составить структурную схему объекта управления,
- оценить динамические свойства объекта управления.
Иметь представление:
- о роли автоматизации в техническом процессе.
Контрольные задания государственного итогового междисциплинарного
экзамена по специальности 140104 «Промышленная теплоэнергетика»
Определить какая доля теплоты сгорания коксового газа Qрн= 17,6 мДж/м3 осталась неиспользованной в рабочем пространстве топки при наличии в сухих продуктах сгорания СО в количестве 3% (Vсг=3,9 м3) Определить необходимые параметры для выбора вентилятора и дымососа для двух одинаковых печей, если максимальный расход воздуха на печь –V, м3/ч, температура воздуха после рекуператора – tв, расход и температура уходящих газов – Сух, tух, печи работают на одну дымовую трубу с известными размерами; потерями тепла по трактам дымовых газов и воздуха пренебречь. Рассчитать время нагрева в печи под штамповку одномерной стальной пластины толщиной – д, м, теплопроизводительностью – л, Вт/м0С от начальной температуры tп до конечной – tк, если нагрев производится по двухступенчатому режиму. III теплотехников в свое время рекомендовал придерживаться следующей нормы нагрузки кочегара при ручной подаче топлива: бурый уголь, неподвижные колосниковые решетки – 500кг/час. Определить полезно использованную теплоту топлива, если обслуживаемый кочегаром котел вырабатывал 1,2т/ч насыщенного пара при показании манометра 5ат и питании холодной водой. Подсчитать КПД котла. Определить потери теплоты с уходящими газами. Определить образовавшуюся массу очаговых остатков для вывода в отвал после смены кочегара. Как улучшить работу котла? Сжигается подмосковный уголь при холодном дутье; продувка котла 10%. Для производства насыщенного пара Р=7ати массой 1т/ч при сжигании рядового Кузнецкого угля марки Г используется котел ПКН-2 Сызранского завода, оборудованный неподвижной ручной колосниковой решеткой. Определить потери теплоты с уходящими газами, если их температура 2500С. Подсчитать КПД котла. Определить расход топлива на котел. Подсчитать удельный расход условного топлива на выработку 1т пара. Продувка котла 5%, температура питательной воды 800С. классификация газового топлива; состав продуктов полного сгорания природного газа; массовый коэффициент инжекции; факторы, влияющие на величину ущерба от загрязнения воздушного бассейна; нарушение устойчивой работы горелок, методы стабилизации горения; определить количество использованной теплоты ВЭР при использованной выработанной теплоты в виде пара в котле-утилизаторе за счет теплоты уходящих газов трех хлебопекарных печей, если температура газов на выходе из печей 2000С, коэффициент избытка воздуха за котлом –утилизатором б=1,3, расчетный расход топлива трех печей Вр=0,05м3/с, коэффициент, учитывающий несоответствие режима и числа часов работы котла-утилизатора и хлебопекарных печей в=1, коэффициент потерь теплоты котла - утилизатора в окружающую среду ж=0,1 и коэффициент утилизации ВЭР д=0,75. Хлебопекарные печи работают на газе Ставропольского месторождения. Для технологического процесса нужно организовать производство насыщенного пара. В качестве топлива выбран уголь. Топку какого типа котлов можно оборудовать колосниковой решеткой: ПКН, ДЕ, ДКВР. Изменится ли КПД, при переводе котла с угля на газ, если считать неизменной температуру уходящих газов. Укажите ожидаемую концентрацию углекислого газа в уходящих газах при сжигании бурого угля на ручной колосниковой решетке под котлом ДКВР без хвостовой поверхности. Для обособленно стоящего здания механической мастерской предлагается автономное лучистое отопление с использованием природного газа. Площадь помещения 200 м2. подобрать количество излучателей. спроектировать для нагревательной печи, оборудованной двумя дутьевыми горелками, систему автоматического управления горением и автоматику безопасности. Производительность каждой горелки 25 м3/ч, давление газа 6 кПа, давление воздуха в два раза меньше давления газа, коэффициент расхода воздуха 1,05, допустимые отклонения коэффициента расхода 5%. Спроектировать для водогрейного котла мощностью 300кВт, работающего на природно газе, установленного в блочной автоматизированной котельной системы автоматического управления и безопасности. для обособленно стоящего здания механической мастерской предлагается источник децентрализованного теплоснабжения – водогрейный котел. Для обеспечения вентиляции и тепловых завес в дверных проемах используется воздухонагреватель. Котел и воздухонагреватель работают на природном газе. Площадь помещения 200 м2. Объем помещения – 1000 м3. В помещении мастерской обеспечить кратность вентиляции не менее 3. Требуется подобрать количество котлов и воздухонагревателей с соответствующей теплопроизводительностью.
4. Рекомендуемая для подготовки литература
, Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: справочник. М.: Изд-во МЭИ, 2007. 632 с. и др. Технология сжигания органических топлив: учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПб политехн. ун-та, 2006. 92 с. , и др. Энергообеспечение предприятий: курсовое и дипломное проектирование. Тамбов. Изд-во ТГТУ, 2009. 80 с. и др. Техническая термодинамика. М.: Изд-во МЭИ, 2008. 496 с. Теоретические основы гидравлики и теплотехники: учебн. пособие. Ульяновск: Изд-во Ульяновского гос. техн. ун-та, 2007. 171 с. Основы энергосбережения. Минск: ТетраСистемс, 2008. 176 с.8. Промышленная теплотехника/ Под общей ред., чл. Корр. РАН , проф. ., 3-е изд. перераб. и доп. М.:Издательство МЭИ, 2004.-633с.
9. и др. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок. М. Энергоиздат, 2002. -36с.
10. , . Сжигание природного газа. Л., «Недра», 1975. 391 с.
11. и др. Газовые горелки. Каталог справочник. – М.: Металлург. -2005.
12. насосы, вентиляторы, компрессоры.- М.: Энергия, 2001 – 264с.
13. Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки: Учебник для вузов/, , и др..: Под ред. . М.: Энергоиздат, 2003.
14. Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки. Учебное пособие для вузов/Под ред. . Минск: Высшая школа, 2002.
15. , Общая теория печей. М.: Металлургия, 2004.
