Програма для проведення вступних іспитів

Ступінь магістра

Спеціальність 142 “Енергетичне машинобудування“

Освітня-професійна програма „Газотурбінні установки і компресорні станції”

 

1. КОМПРЕСОРНІ МАШИНИ

1.1. ПОРШНЕВІ КОМПРЕСОРИ

1. Класифікація поршневих компресорів.
2. Основні рівняння  компресорних машин.
3. Фізична та технічна роботи стиснення компресора.
4. Теоретичні процеси стиснення поршневого компресора (ізотермічний, адіабатний, політропічний).
5. Порівняння теоретичних процесів стиснення
6. Робочий процес дійсного поршневого компресора.
7. Мертвий об’єм циліндра і його вплив на продуктивність поршневого компресора.
8. Гранична та припустима об’ємна межа стиснення газу  в одному ступеню..
9. Втрати тиску газу і їх вплив на  продуктивність і економічність компресора.
10. Вплив теплообміну при всмоктуванні на продуктивність поршневого компресора.
11. Втрата об’ємної продуктивності через нещільності.

1.1.12.   Коефіцієнт подачі поршневого компресора. Чинники, що впливають на коефіцієнт подачі.

1.1.13.   Особливості процесів стиснення і розширювання з мертвого об’єму. Показники політроп процесів.

1.1.14.   Температурна межа стиснення газу в одному ступеню.

1.1.15.   Індикаторна потужність поршневого компресора. Визначення потужності по індикаторній діаграмі компресора.

1.1.16    Середній індикаторний тиск поршневого компресора.

1.1.17.   Визначення потужності компресора по його індикаторній діаграмі.

1.1.18.   Вплив режимних параметрів на величину роботи, що витрачається.

1.1.19.   Вплив втрати тиску газу при всмоктуванні і нагнітанні на об'ємні і енергетичні показники поршневого компресора.

1.1.20.   Режим максимальної потужності поршневого компресора.

1.1.21.   Обробка індикаторної діаграми реального компресора. Визначення неполадок в роботі поршневого компресора по його індикаторній діаграмі.

1.1.22.   Енергетичні коефіцієнти поршневого компресора.

1.2. ВІДЦЕНТРОВІ ТА ОСЬОВІ КОМПРЕСОРИ

1.2.1.Основні характеристики і області застосування турбокомпресорів

 1.2.2.Принцип дії динамічних компресорів.

 1.2.3.Класифікація турбокомпресорів по тиску, продуктивності, холодопродуктивності, по конструктивному виконанню і типу приводу

 1.2.4.Переваги і недоліки лопаткових компресорів по відношенню до поршневих.

 1.2.5.Рівняння кількості руху і моментів кількості руху турбокомпресорів.

 1.2.6.Рівняння енергії у відносному русі.

 1.2.7.Рівняння енергії у абсолютному русі осьового компресора.

 1.2.8.Повні параметри потоку або параметри гальмування.

 1.2.9.Процес стиснення газу у ступені турбокомпресора у T- S або  І – Р діаграмі.

 1.2.10.Профіль. Конструктивні та газодинамічні параметри профілів.

 1.2.11.Грати кругові та кільцеві. Конструктивні та газодинамічні  параметри грат.

  1.2.12.Класифікація грат профілів.

  1.2.13.Безрозмірні параметри відцентрового компресора.

  1.2.14.Внутрішній, ефективний і механічний ККД турбокомпресора.

  1.2.15.Принцип роботи і конструктивне виконання відцентрового компресора.

  1.2.16.Газодинамічний ККД турбокомпресора.

  1.2.17.Ступінь підвищення тиску в ступені відцентрового компресора.

  1.2.18.Конструктивні виконання робочого колеса  і лопаток відцентрового компресора.

  1.2.19.Трикутники швидкостей робочого колеса відцентрового компресора.

1.3. ГАЗОТУРБІННІ УСТАНОВКИ

1.3.1Характеристику процесу в ступені, коефіцієнти швидкостей, реакції.

1.3.2. Поняття про загальмовані параметри. Оптимальне відношення u/c_1ad.

1.3.3.Визначення колової, адіабатичної швидкостей.

1.3.4. Характер зміни коефіцієнта реакції по висоті лопатки і по ходу газа.

1.3.5. Кути лопаток вхідні, вихідні, кут установки лопатки, кут атакі.

1.3.6. Визначення теплоперепадів у ступені, соплах, робочих лопатках.

1.3.7.Трикутники швидкостей, їх будова.

1.3.8. Визначення діаметрів, висот лопаток сопел, робочих лопаток.

1.3.9. Визначення колової, осьової, рівнодіючої сил робочих лопаток та їх напряму.

1.3.10. Розрахунки абсолютної, відносної швидкостей на вході і виході робочих лопаток.

1.3.11. Визначення кутів потоку газу у ступені.

1.3.12. Характеристичне рівняння активного, реактивного, двовінцевого ступенів.

1.3.13.Втрати енергії у соплах, робочих лопатках.

1.3.14. Подоба режимів турбомашин, параметри подоби.

1.3.15. Закрутка робочих лопаток, типи закрутки лопаток.

1.3.16. Визначення напруги в робочих лопатках та валу турбомашини (розриваючої, згинаючої, крутіння).

1.3.17. Підвищення показників ГТУ за допомогою регенерації тепла, проміжного підігріву або охолодження.

1.3.20. Опорні підшипники, визначення їх вантажепідйомності, витрати та  підігріву мастила, потужності тертя.

1.3.21. Упорні  підшипники, визначення їх вантажепідйомності, витрати та підігріву мастила, потужності тертя.

1.3.22. Вплив типу підрізки на конфігурацію і параметри проточної частини  багатоступінчатої турбіни

1.3.23. Схеми ГТУ, визначення потужності та к.к.д., змінні режими ГТУ.

1.3.24. Вплив зміни тиску та температури перед турбіною на її к.к.д., оберти  потужність, витрату газу.

1.3.25. Вплив зміни тиску за турбіною на її к.к.д., оберти ротора, потужність, витрату газу.

1.4. КОМПРЕСОРНІ СТАНЦІЇ ТА КОМПРЕСОРНІ УСТАНОВКИ

1.4.1. Властивості газів, вміст вологі, здатність утворювати кристалогідрати, мати потрійну точку.

1.4.2. Суміш газів, визначення їх термодинамічних властивостей.

1.4.3. Технологічна схема КУ, основне та допоміжна обладнання, їх місце у технологічній схемі.

1.4.4. Технологічні схеми КС газової промисловості, обладнання схем - газозбірні, головні, проміжні, для сховищ і зрідження газу.

1.4.5. Трубопроводи, їх вибір, допустимі швидкості газу, води у трубопроводах,   визначення гідравлічного опору в трубопроводі.

1.4.6, Характеристики місцевих опорів трубопроводу.

1.4.7. Розрахунок магістральних трубопроводів для транспортування  природного газу, визначення продуктивності, діаметра та довжини.

1.4.8. Номенклатура компресорних установок, які застосовуються, визначення   потужностей компресорів.

1.4.9. Вплив початкових та кінцевих параметрів на продуктивність і потужність  компресора

1.4.10. КУ хімічних виробництв- виробництво аміаку, синтетичних волокон,   поліетилену, кислот, повітророзділяючі установки.

1.4.11. Охолоджуючи системи КУ, вимоги до якості води, характеристики якості  води.

1.4.12. Охолоджувачі, визначення навантаження, поверхні нагріву, витрати води, кількості випавшої вологи.

1.4.13. Ресивери, їх призначення та розрахунок.

1.4.14. Насоси, їх характеристики, вибір насосів, поняття про коефіцієнт швидкохідності, розрахунок потужності, припустимої висоті  всмоктування.

1.4.15. Системи змащення КУ, типи мастил та їх застосування, вимоги до якості  та характеристики  якості мастил, вибухобезпечність.

1.4.16.Привід компресорів, типи приводів та умови вибору двигуна.

1.4.17.Характеристики електродвигунів, побудова механічної характеристики,   визначення  часу розгону, зупинки двигуна.

1.4.18. Характеристики теплових двигунів компресорів, паливо, яке  застосовується.

1.4.19. Склад рідкого, газоподібного палива, застосування   властивостей цетану, ізооктану для визначення  експлуатаційних характеристик палива.

1.4.20.Визначення механо-ізотермічного, адіабатичного, внутрішного та гідравличного  к.к.д.

1.4.21. Газомоторкомпресори, визначення подуктивності та потужності на режимах регулювання

1.4.22.Застосування вібро-акустичних характеристик для визначення стану роботи турбокомпресорної машини.

1.4.23. Визначення добової, річної продуктивності станції по графіку  навантаження.

1.4.24. Визначення добового, річного споживання електроенергії і води по графіку навантаження станції.

1.4.25. Визначення собівартості обробки газу на КС.

2. ТЕХНІЧНА ТЕРМОДИНАМІКА

1. Характеристичні рівняння стану та методи їх узагальнення. Термодинамічна поверхня та квазістатичний процес. Діаграми стану речовини та їх практичне застосування.
2. Внутрішня енергія та її особливості. Теплота та робота як форми передачі енергії. Узагальнена робота. Деформаційна робота та її графічне зображення в p – v діаграмі.
3. Перший закон термодинаміки як закон збереження та перетворювання енергії термомеханічних систем. Аналітичні форми запису першого закону та основні формулювання. Круговий процес та принцип еквівалентності тепла та роботи.
4. Функції процесу та функції стану в технічній термодинаміці.
5. Теплоємність речовини як функція процесу. Теплоємність ідеального газу. Рівняння першого закону через окремі похідні.
6. Перший закон термодинаміки для стаціонарного потоку . Ентальпія. Технічна робота. Графічне зображення технічної роботи в діаграмі p – v
7. Фізичні уявлення про різний агрегатний стан речовини. Ідеальний газ та його особливості. Закони ідеального газу. Рівняння стану ідеального газу. Властивості внутрішньої енергії та ентальпії ідеального газу.
8. Ентропія ідеального газу. Теплова діаграма Т- s та її властивості.
9. Реальний газ та його особливості. Граничні криві. Насичена рідина та насичена пара. Рівень сухості пари. Критична точка.
10. Аналіз процесу пароутворення. Волога насичена пара. Рівняння Клапейрона – Клаузіуса для фазового переходу. Діаграми p – v Т- s та їх використання.
11. Проблема теплового двигуна. Необхідні та достатні умови для реалізації циклічних процесів. Поняття оборотних та необоротних процесів. Нерівновага, як джерело необоротності.
12. Формулювання другого закону. Еквівалентність різних формулювань.
13. Оборотний цикл Карно та його особливості. Теорема Карно та висновки з неї. Інтеграл Клаузіуса та поняття ентропії. Абсолютна термодинамічна температура та термодинамічна шкала Кельвіна. Об’єднане рівняння першого та другого законів. «Золоте правило термодинаміки».
14. Другий закон термодинаміки для необоротних процесів. Інтеграл Клаузіуса для необоротних процесів. Принцип зростання ентропії системи в реальних процесах.
15. Оборотні цикли термотрансформаторів тепла. Коефіцієнти перетворювання енергії (термотрансформації). Цикли прямі та зворотні. Рівень термодинамічної досконалості системи. Відношення робіт розширення та стиснення оборотного циклу, як критерій рівню термодинамічної досконалості циклів.
16. Загальні застави дослідження термодинамічних процесів. Аналіз ізобарного, ізохорного, ізотермічного та адіабатного процесів з ідеальним та реальним газами. Розрахунок енергетичних ефектів та графічне зображення процесів в діаграмах стану p – v, Т- s, h – s.
17. Політропічні процеси з ідеальним газами та їх аналіз . Аналіз процесів в газових компресорах.
18. Аналіз процесу адіабатного дроселювання. Теоретичні засади та практичне використання.
19. Диференційний та інтегральний ефекти Джоуля – Томсона. Температура інверсії та крива інверсії. Графічне відображення процесу в діаграмах стану.
20. Суміші ідеальних та реальних газів. Вологе повітря та його властивості. Діаграма h – d вологого повітря.
21. Термодинаміка стаціонарного потоку. Практичне використання в енергетичних та холодильних системах. Рівняння нерозривності потоку. Взаємне перетворювання потенційної та кінетичної енергій в соплах та дифузорах. Швидкість потоку на виході із сопла.
22. Аналіз процесів витікання газу та пари в соплах. Критична швидкість. Сопла та дифузори Лаваля. Критерій Маха. Вплив сили тертя на швидкість.
23. Перетворення теплової енергії в механічну за допомогою циклічних процесів. Практична недоцільність використання циклу Карно.
24. Цикли паросилових установок. Цикл Ренкіна – основний цикл теплової енергетики. Схема та графічне відображення в діаграмах стану. Методи підвищення термічного коефіцієнту корисної дії. Подвійний перегрів пари.
25. Регенерація тепла , як загальний метод підвищення коефіцієнтів термотрансформації циклів. Регенеративний цикл Карно.
26. Регенерація теплоти в циклі Ренкіна. Теплофікаційні , паро газові та бінарні цикли теплосилових установок.

3. ТЕПЛОМАСООБМІН

1. Теплопровідність. Механізм передавання тепла теплопровідністю. Градієнт температури. Закон Фур’є. Тепловий потік, щільність теплового потоку. Коефіцієнт теплопровідності. Диференційне рівняння теплопровідності. Умови однозначності.
2. Стаціонарна теплопровідність в однорідній плоскій, циліндричній та сферичній стінках. Тепловий потік у багатошаровій стінці.
3. Теплопровідність в ребрі. Коефіцієнт ефективності ребра. Тепловий потік від поверхні ребра,ребристої стінки.
4. Теплопровідність при нестаціонарному режимі. Зовнішня і внутрішня задача теплопровідності. Регулярний режим охолодження (нагрівання).
5. Конвективний теплообмін. Вільний і вимушений рух рідини. Товщина граничного шару. Числа і рівняння подібності.
6. Тепловіддача при русі рідини вздовж плоскої поверхні. Тепловіддача при поперечному обтіканні одиночних труб і трубних пучків.  
7. Тепловіддача при вимушеній течії рідини в трубах і каналах. Ділянка гідродинамічної стабілізації. Ламінарний, турбулентний і перехідний рух.
8. Тепловіддача при вільному русі рідини. Тепловіддача в необмеженому просторі. Визначальний розмір тіла. Тепловіддача в обмеженому просторі. Теплообмін при кипінні рідини. Об’ємне і поверхневе кипіння. Бульбашковий і плівковий режим кипіння. Залежність теплового потоку від величини температурного напору. Відривний діаметр бульбашки. Коефіцієнт тепловіддачі при бульбашковому кипінні у великому об’ємі.
9. Теплообмін при конденсації пари. Плівкова і крапельна конденсація. Визначення товщини плівки конденсату і локального значення коефіцієнта тепловіддачі. Вплив перегріву і вологості пари. Вплив стану поверхні. Вплив швидкості і напрямку руху пари на коефіцієнт тепловіддачі.
10. Теплообмін випромінюванням. Види променевих потоків. Абсолютно чорне тіло, сіре тіло. Основні закони теплового випромінювання - закон Планка, закон Стефана-Больцмана, закон Кірхгофа. Променевий тепловий потік. Середні кутові коефіцієнти випромінювання. Теплообмін випромінюванням при наявності екранів.
11. Теплообмінні апарати. Види теплообмінних апаратів. Види та порядок теплового розрахунку. Середній температурний напір. Коефіцієнт теплопередачі. Порівняння прямотоку з протитоком.

4. ГІДРОГАЗОДИНАМІКА

1. Характер сил, що діють в рідині. Поверхневі і об'ємні сили.
2. Ідеальна рідина. Гідростатичний тиск. Закон Паскаля.
3. Рівновага нестискуваної рідини в полі сил тяжіння. Абсолютний і надлишковий тиск. Вакуум.
4. Сила тиску рідини на стінку. Закон Архімеда. Відносна рівновага рідини. Вимір тиску.
5. Основні кінематичні характеристики рухомої рідини. Рівняння нерозривності.
6. Два основні режими течії. Число Рейнольдса.
7. Рівняння руху ідеальної рідини Ейлера.
8. Рівняння руху реальної рідини. Рівняння Бернуллі для реальної рідини.
9. Класифікація втрат натиску. Втрати натиску по довжині. Формула Дарсі.
10. Закони опору в гладких і шорстких трубах. Місцеві опори. Формула Вейсбаха.
11. Гідравлічний розрахунок трубопроводу. Витік рідини через отвори і насадки. Теорія гідравлічного удару. Формула Жуковського.
12. Основні поняття про гідродинамічний граничний шар.
13. Рівняння збереження маси, енергії і кількості руху для стискуваних потоків. Основні параметри газових течій. Безрозмірні параметри, число Маха і коефіцієнт швидкості. Швидкість звуку в газі. Закон звернення взаємодій.

 

 

Програма для проведення вступних іспитів

ступінь магістр

спеціальність 142 «Енергетичне машинобудування»

Освітньо-професійна програма «Газотурбінні установки та компресорні станції»

 

Перелік літературних джерел

 

1. Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. Том 1. Теория и расчет. Москва.

Колос, 2000.-456с.

2. Мілованов В.І., Ярошенко В.М., Бондаренко Г.А. Технологія використання

стиснених газів. Підручник. Одеса, Зовнішрекламсервіс, 2015 р., 448 с.

3. Мілованов В.І., Водяницька Н.І., Мельников В.Д. Компресори обємного

стиснення. Підручник. Одеса, Зовнішрекламсервіс, 2015 р., 330 с.

4. Яковлев Ю.О., Федоров О.Г. Турбомашини. Навчальний посібник. Одеса,

ОНТУ, 2019р., 100 с.

5. Федоров О.Г., Мілованов В.І., Єременко Д.М. Компресорні машини.

Підручник. Одеса. ФОП Бондаренко М.О., 2017 р., 154 с.

6. Буданов В.О., Мілованов В.І. Нагнітачі та теплові двигуни. Підручник.

Одеса. ФОП Бондаренко М.О., 2018 р., 342с.

7. Мілованов В.І., Мельников В.Д. Спеціальні розділи компресорної та

вакуумної техніки. Посібник до практичних занять та самостійної роботи.

Одеса, ОНТУ, 2019р., 37с.

8. Яковлев Ю.О, Федоров О.Г., Єременко Д.М. Відцентрові та осьові компресори: Навчальний посібник. Одеса: ОНТУ, 2018. – 132 с.