Перечень вопросов для переаттестации

1. Энергоресурсы мира и России

2. Основные направления рационального энерго- и теплоиспользования.

3. Первый закон термодинамики, аналитическое выражение

4. Теплопроводность и теплопередача.

5. Цикл Ренкина, тепловая схема ПТУ.

6. Принципиальная схема одноконтурной ЯЭУ с реактором РБМК и двухконтурной ядерной энергетической установки с реактором ВВЭР.

7. Тепловая схема энергоблока КЭС и ТЭЦ.

8. Электрическая мощность АЭС.

9. Энергия речного водотока.

10. Окружающая среда: состояние и проблемы.

 

Перечень вопросов для промежуточной аттестации

1. Энергоресурсы России. Системные связи в энергетике.

2. Первый закон термодинамики.

3. Первый закон термодинамики для потока рабочего тела, техническая работа.

4. Второй закон термодинамики.

5. Таблицы и диаграммы водяного пара.

6. Основные процессы и законы переноса теплоты.

7. Конвективный теплообмен; основы теории подобия.

8. Критериальные уравнения; практическое использование.

9. Теплообмен излучением и сложный теплообмен.

10. Уравнение теплопередачи и теплового баланса.

11. Основы теплового расчета теплообменных аппаратов.

12. Цикл Ренкина, тепловая схема паротурбинной установки.

13. Схема и цикл ПТУ с промежуточным перегревом пара.

14. Регенеративный цикл ПТУ.

15. Парогазовый цикл ПТУ.

16. Теплофикационный цикл ТЭС.

17. Циклы ядерных энергетических установок.

18. Тепловая схема энергоблока КЭС и ТЭЦ.

19. Показатели тепловой экономичности КЭС: КПД, удельный расход теплоты и пара, удельный расход условного топлива.

20. Особенности технологической схемы ТЭЦ; теплофикационные турбины.

21. КПД ТЭЦ по выработке теплоты и электроэнергии; коэффициент использования теплоты.

22. Режимы работы ТЭЦ.

23. Тепловые схемы АЭС с реакторами РБМК, ВВЭР, БН.

24. Термический КПД, электрическая мощность АЭС.

25. Схема ГЭС, напор гидротурбины.

26. Энергия и мощность ГЭС.

27. Гидроаккумулирующие станции ГАЭС, режимы работы.

28. Энергетические показатели и режимы работы ГЭС.

29. Работа ГЭС на энергосистему.

30. Окружающая среда: состояние и проблемы.

31. Загрязнение воздушной среды, нарушение газового равновесия.

32. Выбросы ТЭС и котельных в атмосферу.

33. Пути снижения отрицательного влияния энергетики на окружающую среду.

34. Сбросы энергетики в водный бассейн.

35. Тепловые загрязнения водоёмов, использование градирен.

36. Пути снижения сбросов в водяной бассейн.

37. Экология АЭС.

38. Радиоактивные отходы АЭС, тепловое воздействие на водный бассейн.

39. Экология ГЭС.

40. Перспектива развития энергетики на ХХI век.

Задачи

1. В воздухоподогревателе котельной установки воздух нагревается от t₁ = 20 ºС до 200 ºС при постоянном давлении р = 10⁵ Па. Определить удельную работу расширения воздуха и расходов теплоты на нагревание 1 кг воздуха, не учитывая зависимости теплоемкости от температуры, найти изменение внутренней энергии.

2. Определить термический КПД цикла теплового двигателя, отведенное тепло Q₂, если подводимое в цикле тепло Q₁ = 280 кДж, а полезная работа L = 120 кДж.

3. В цикле Карно подвод теплоты происходит при t₁ = 1200 ºС. Полезная работа, получаемая в цикле, L = 265 кДж. Определить термический КПД цикла, подведенную и отведенную теплоту и температуру отвода теплоты t₂, если рабочее тело – 1 кг воздуха, а относительное изменение объемов в изотермических процессах равно трем.

4. Температура воды, поступающей в котел, t_в = 250 ºС, абсолютное давление в котле 10 МПа. Определить теплоту, подводимую в котле для получения 1 кг пара с температурой t = 500 ºС.

5. Пар с начальным давлением р₁ = 1 МПа адиабатно расширяется до давления р₂ = 0,003 МПа. Определить конечное состояние и полезную работу расширения пара.

6. Определить коэффициент теплопередачи и тепловой поток на 1 м² при передаче теплоты через стенку от горячего теплоносителя к холодному. Толщина стенки 10 мм, теплопроводность 50 Вт/м·К. Принять: t_Ж1 = 200 ^оС, t_Ж2 = 100 ^оС, α₁ =1200 Вт/м²·К, α₂ = 700 Вт/м²·К.

7. Определить толщину изоляции из асбеста (λ = 0,2 Вт/м·К), которую нужно наложить на плоскую железную стенку (λ = 50 Вт/м·К) толщиной 12 мм, чтобы теплопотери через нее уменьшились в 2 раза, если коэффициент теплоотдачи с одной стороны стенки α₁ = 50 Вт/м²·К, а с другой α₂ = l000 Вт/м²·К.

8. Определить поверхность нагрева трубчатого теплообменного аппарата, омываемого дымовыми газами при прямоточном и противоточном движении газов и воздуха в нем. Температуру воздуха, поступающего в теплообменник, принять равной 20 °С. Количество подогреваемого воздуха V₀ = 3 м³/сек и коэффициент теплопередачи К = 18 Вт/м²·К. Температура воздуха за теплообменником t_B = 200 °C, температура газов на входе в теплообменник t'_Г = 520 °C, на выходе из него t"_Г = 300 °C.

9. В теплообменнике охлаждается мазут от 270 °С до 70 °С, а сырая нефть при этом нагревается от 20 °С до 150 °С. Определить средний температурный напор в этом теплообменнике, если его запроектировать по схеме противотока. Определить также экономию в поверхности нагрева, которую дает схема противотока по сравнению со схемой прямотока, если в обоих случаях коэффициенты теплопередачи и количество передаваемого тепла одинаковы.

10. Определить часовую потерю теплоты Q через стенку из красного кирпича длиной l = 5 м, высотой h = 4 м и толщиной δ = 250 мм, если температуры на поверхностях стенки поддерживаются t₁ = 110 °С и t₂ = 40 °C. Коэффициент теплопроводности красного кирпича λ = 0,67 Вт/м·К. Потерями теплоты через торцы стенки можно пренебречь.

11. В машине, вследствие плохой смазки, происходит нагревание 50 кг стали на 40 °С в течение 10 минут. Определить вызванную этим потерю мощности машины. Теплоемкость стали С_Р = 0,46 кДж/кг·К.

12. Кирпичная стенка имеет высоту 3 м, длину 7 м и толщину 0,5м. Температура одной ее поверхности 20 °С, другой (-20 °С). Коэффициент теплопроводности кирпича 0,7 Вт/м·К. Вычислить расход теплоты через стенку.

13. Из-за недостаточной смазки в двигателе происходит нагревание 80 кг металла на 40 °С в течение 10 мин. Определить потерю мощности двигателя, если теплоемкость металла 0,5 кДж/(кг·К).

14. Масло марки МС поступает в маслоохладитель с температурой 70 °С и охлаждается до температуры 30°С. Температура охлаждающей воды на входе 20 °С. Определить температуру воды на выходе из маслоохладителя, если расходы масла и воды равны соответственно 10⁴ кг/ч и 2,04·10⁴ кг/ч. Потерями теплоты в окружающую среду пренебречь.

15. Определить коэффициент теплопередачи и тепловой поток на 1 м² при передаче теплоты через стенку от горячего теплоносителя к холодному. Толщина стенки 10 мм, теплопроводность 50 Вт/м·К. Принять: t_Ж1 = 80 °С, t_Ж2 = 50 °С, α₁ = 2400 Вт/м²·К, α₂ = 1300 Вт/м²·К.

16. Определить кратность охлаждения для конденсатора паровой турбины, если пар поступает в конденсатор при давлении 3,5 кПа со степенью сухости 0,92. Повышение температуры охлаждающей воды в конденсаторе 9,5 ºС.

17. В цикл паротурбинной установки (ПТУ) начальные параметры пара 1,6 МПа и 400 ºС, давление в конденсаторе 0,11 МПа. Определить термический КПД и работу 1 кг пара.

18. В цикле ПТУ с промежуточным перегревом пара начальные параметры р₁ = 0,9 МПа и t₁ = 500 ºС. Давление в конденсаторе р₂ = 4 кПа. Промежуточный перегрев пара производится при р_п.п. = 1 МПа до начальной температуры. Определить термический КПД цикла.

19. Сравнить термические КПД циклов ПТУ с двумя регенеративными подогревателями и без регенерации, если начальные параметры обоих циклов р₁ = 3,5 МПа и t₁ = 435 ºС, конечное давление р₂ = 3,5 кПа. Давление отборов р_I = 1 МПа и р_II = 0,12 МПа.

20. По условиям предыдущей задачи определить, как изменится полезная работа с регенерацией по сравнению с работой цикла без регенерации.

21. Теплоэлектроцентраль израсходовала В_ТЭЦ = 94 · 10⁶ кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания Q = 24700 кДж/кг, выработав при этом электроэнергии Э^выр = 61 · 10¹⁰ кДж/год и отпустив тепла внешним потребителям Q^отп = 4,4 · 10¹¹ кДж/год. Определить КПД ТЭЦ брутто по выработке электроэнергии и тепла, если расход топлива на выработку отпущенного тепла составляет В_Q = 23 · 10⁶ кг/год.

22. Теплоэлектроцентраль израсходовала В_ТЭЦ = 72 · 10⁶ кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания Q = 25500 кДж/кг, выработав при этом электроэнергии Э^выр = 48 · 10¹⁰ кДж/кг и отпустив тепла внешним потребителям Q^отп = 3,1 · 10¹¹ кг/год. Определить КПД ТЭЦ брутто по выработке электроэнергии и тепла, если КПД котельной установки .

23. Конденсационная электростанция работает при начальных параметрах пара перед турбинами р₁ = 16 МПа, t₁ = 610 °С и давлением в конденсаторе р_к = 4 · 10³ Па. Определить удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии, если КПД котельной установки , КПД теплового потока = 0,965, относительный внутренний КПД турбины = 0,835, механический КПД турбины = 0,98 и электрический КПД генератора = 0,98.

24. Теплоэлектроцентраль израсходовала В_ТЭЦ = 86 · 10⁶ кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания Q = 28300 кДж/кг, выработав при этом электрической энергии Э^выр = 184 · 10⁶ кВт·ч/год. Определить удельные расходы условного топлива на выработку 1 кВт·ч электроэнергии и 1 МДж тепла, если расход топлива на выработку отпущенного тепла В_Q = 21,5 · 10⁶ кг/год и КПД ТЭЦ брутто по выработке тепла

25. Определить удельные расходы условного топлива на выработку 1 кВт·ч электроэнергии для конденсационной электростанции с двумя турбогенераторами мощностью N= 75 · 10³ кВт каждый и с коэффициентом использования установочной мощности k_и = 0,65, если станция израсходовала В = 576 · 10⁶ кг/год бурого угля с низшей теплотой сгорания Q = 15200 кДж/кг.

26. Конденсационная станция израсходовала В = 720 · 10⁶ кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания Q = 20500 кДж/кг и выработала электроэнергии Э^выр = 184 · 10⁶ кВт·ч/год, израсходовав при этом на собственные нужды 5 % от выработанной электроэнергии. Определить КПД брутто и КПД нетто станции.

27. Теплоэлектроцентраль израсходовала В_ТЭЦ = 92 · 10⁶ кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания Q = 27500 кДж/кг, выработав при этом электроэнергии Э^выр = 64 · 10¹⁰ кДж/год и отпустив тепла внешним потребителям Q^отп = 4,55 · 10¹¹ кг/год. Определить КПД ТЭЦ брутто и нетто по выработке электроэнергии и тепла, если расход электроэнергии на собственные нужды 6 % от выработанной энергии, КПД котельной установки и расход топлива на выработку электроэнергии для собственных нужд В_с.н = 4,5 · 10⁶ кг/год.

28. Конденсационная электростанция работает при начальных параметрах пара перед турбинами р₁ = 8,8 МПа, t₁ = 535 °С и давлением пара в конденсаторе р_к = 4 · 10³ Па. Определить, на сколько повысится КПД станции брутто без учета работы питательных насосов с увеличением начальных параметров пара до 10 МПа и ^оС, если известны КПД котельной установки , КПД трубопроводов = 0,97, относительный внутренний КПД турбины = 0,84, механический КПД турбины = 0,98 и электрический КПД генератора = 0,98.

29. Определить КПД ТЭЦ брутто по выработке электроэнергии и тепла, если удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии = 0,108 кг/МДж и удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж тепла = 0,042 кг/МДж.

30. Теплоэлектроцентраль израсходовала В_ТЭЦ = 82 · 10⁶ кг/год бурого угля с низшей теплотой сгорания Q = 15800 кДж/кг, выработав при этом электроэнергии Э^выр = 38 · 10¹⁰ кДж/год и отпустив тепла внешним потребителям Q^отп = 3,2 · 10¹¹ кг/год. Определить КПД ТЭЦ нетто по отпуску электроэнергии и тепла, если расход электроэнергии на собственные нужды 8 % от выработанной энергии, расход топлива на выработку электроэнергии для собственных нужд В_с.н = 4,6 · 10⁶ кг/год .

V УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

Рекомендуемый список литературы

Основная литература

1. Алхасов, А. Б. Возобновляемая энергетика [Электронный ресурс] / А. Б. Алхасов. - М.: Физматлит, 2010. - 256 с. - 978-5-9221-1244-4. Режим доступа: http://www.biblioclub.ru/index.php?page=book&id=82940 (дата обращения 19.11.2013).

2. Быстрицкий Г.Ф. Общая энергетика (производство тепловой и электрической энергии): учебник для студ. вузов / Г. Ф. Быстрицкий, Г. Г. Гасангаджиев, В. С. Кожиченков. - М.: Кнорус, 2013. - 407 с. - (Бакалавриат).

3. Быстрицкий Г.Ф. Общая энергетика (производство тепловой и электрической энергии): учебник для студ. вузов / Г. Ф. Быстрицкий, Г. Г. Гасангаджиев, В. С. Кожиченков. - 2-е изд., стер. - М.: Кнорус, 2014. - 407 с. - (Бакалавриат).

4. Быстрицкий Г.Ф. Основы энергетики: учебник для студ. вузов / Г. Ф. Быстрицкий. - 3-е изд., стер. - М.: Кнорус, 2012. - 350 с. - (Для бакалавров).

5. Доладова, И. П. Управление коммунальной энергетикой [Электронный ресурс]: учебное пособие / И. П. Доладова. - Самара: Самарский государственный архитектурно-строительный университет, 2008. - 232 с. - 978-5-9585-0307-0. Режим доступа: http://www.biblioclub.ru/index.php?page=book&id=143900 (дата обращения 19.11.2013).

6. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года [Электронный ресурс] / М.: ЭНЕРГИЯ, 2010. - 93 с. - 978-5-98420-051-6. Режим доступа: http://www.biblioclub.ru/index.php?page=book&id=58377 (дата обращения 19.11.2013).

Дополнительная литература

1. Богословский В.Н. Три аспекта создания здания с эффективным использованием энергии / В. Н. Богословский // Вентиляция, отопление, кондиционирование. - 2013. - №8. - С. 69-74

2. Кудияров С. Атомная альтернатива / С. Кудияров // Эксперт. - 2013. - №50. - С. 110-114

3. Очерки истории техники в России: с древнейших времен до 60-х годов XIX века. - М.: Наука, 1978. - 375 с.

4. Полвека аварии на "Маяке": социально-психологическая обстановка на территориях радиационного загрязнения: по материалам экспертного опроса в Челябинской области: монография / С. Г. Зырянов [и др.]; Центр анализа и прогнозирования. - Челябинск: [б. и.], 2007. - 252 с.

5. Рюль К. ВР: Прогноз развития мировой энергетики до 2030 года / К. Рюль // Вопросы экономики. - 2013. - №5. - С. 109-128

 

Ресурсы Интернет

Электронно-библиотечная система «Университетская библиотека онлайн». Принадлежность: сторонняя. Наименование организации владельца: ООО «НексМедиа». Адрес сайта: http://www.biblioclub.ru. Базовая коллекция. Договор с ООО «НексМедиа» об оказании информационных услуг № 108-05/14 от 01.10.2014 г., действует с 01.10.2014 г. по 30.09.2015 г.

 

Программное обеспечение

Лицензированное ПО:

КОМПАС 3D, ВЕРТИКАЛЬ

Pro/Engineer University site License

Solid Works 2008,Cosmos Works,

SWR-PDM, Power SHAPE, Power MILL, Power Inspect, Copy CAD

Art CAM, Future CAM, ANSYS V12, Спрут – TП, Electronics Workbench Inventor 2008, Taylor

MathCAD 14.0, MATLAB, UGS NX 5.0, 3D MAX, FineReader 9.0

Adobe Photoshop, БЕСТ (демо)

ПОЛИГОН, Autodesk Inventor 2008, SinuTrain Version 06.03

Консультант + (демо), АСТ –Тест, профессиональная версии пакета офисных программ Microsoft Office 2007 (Microsoft Word – создание и редактирование документов, Microsoft Excel - программа для работы с электронными таблицами, Microsoft Access - программа для работы с базами данных);

- Интернет браузер Internet Explorer 9.0. Компьютерная лаборатория: лабораторный практикум. Электронные плакаты.