Програма для проведення вступних іспитів

Ступінь магістра

Спеціальність 142 “Енергетичне машинобудування“

Освітня-наукова програма «Холодильні машини, установки і кондиціювання повітря»

 

1. ХОЛОДИЛЬНІ МАШИНИ І УСТАНОВКИ

1.1. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ХОЛОДИЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

1. Машини, що працюють за зворотними термодинамічними циклами: галузі використання, термодинамічні схеми, СОР. Мінімальна робота для здійснення зворотного циклу.
2. Методи одержування холоду. Штучний та природний холод.
3. Методи одержування холоду без фазових переходів робочої речовини.
4. Методи одержування холоду з фазовими переходами робочої речовини.
5. Методи одержування низьких температур: розширення з виробництвом зовнішньої роботи.
6. Методи одержування низьких температур: розширення без виробництвам зовнішньої роботи.
7. Методи одержування низьких температур:дроселювання
8. Принципова схема парової компресорної холодильної машини. Головні елементи схеми.
9. Термодинамічні цикли парової компресорної холодильної машини:цикл Карно, цикл Планка, цикл з стисненням насиченої пари, цикл з стисненням перегрітої пари, цикл  з дроселюванням насиченої рідини, цикл з дроселюванням переохолоджуваної рідини.
10. Допоміжні апарати холодильних машин лінійні та дренажні ресивери, оливовіддільник, фільтр-осушник та фільтр механічного очищення. Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких використовуються зазначені пристрої.
11. Переохолоджувач рідини як допоміжний елемент холодильної машини; Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких він використовується.
12. Віддільник рідини як допоміжний елемент холодильної машини; Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких він застосовується.
13. Регенеративний теплообмінник як допоміжний елемент холодильної машини; Призначення, встановлення у схемі вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких він застосовується
14. Проміжна посудина як допоміжний елемент холодильної машини; Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких вона застосовується.
15. Економайзер як допоміжний елемент холодильної машини; Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких він застосовується
16. Проміжний охолоджувач як допоміжний елемент холодильної машини; Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких він застосовується.
17. Робочі речовини холодильної техніки; Ввимоги до робочих речовин, головні засади вибору робочої речовини, властивості робочих речовин, класифікація робочих речовин.
18. Цикл Планка. Оцінювання термодинамічної досконалості робочої речовини
19. Холодоносії,теплоносії, які застосовуються у холодильній техніці. Вимоги, які до них пред’являються.
20. Тепловий розрахунок одноступінчастої холодильної машини.
21. Споживчі характеристики холодильної машини, холодопродуктивність, потужність.
22. Двоступінчасті холодильні машини. Причини переходу до двоступінчастого стиснення, головні напрями щодо створення схемних рішень, засади вибирання проміжного тиску.
23. Каскадні холодильні машини. Головні напрями щодо створення схемних рішень, засади вибирання проміжної температури.
24. Теоретичний об’ємний компресор. Робота стиснення и робота компресора, продуктивність та потужність, середньоіндикаторний тиск, режим максимальної потужності.
25. Дійсний поршневий холодильний компресор. Об’ємні, газодинамічні та теплові втрати, індикаторна діаграма, об’ємні та енергетичні коефіцієнти.
26. Конструктивна схема поршневого компресора. Принцип роботи.
27. Конструктивна схема гвинтового компресора. Принцип роботи. Індикаторна діаграма.
28. Конструктивна схема ротаційного пластинчастого компресора. Принцип роботи. Індикаторна діаграма.
29. Конструктивна схема ротаційного компресора з ротором, що котиться Принцип роботи. Індикаторна діаграма.
30. Теорія компресора динамічної дії
31. Конструктивна схема відцентрового компресора. Особливості конструкції його основних елементів

 

1.2. ХОЛОДИЛЬНА ТЕХНИКА ТА ТЕХНОЛОГІЯ

 

1. Головні теплообмінні апарати в холодильній техніці. Призначення та вимоги до їх експлуатації.
2. Конденсатори. Класифікація, конструкції, області застосування.
3. Випарники з проміжними холодоносіями. Класифікація, конструкції, області застосування
4. Повітроохолоджувачі. Класифікація, конструкції, області застосування.
5. Принципи конструювання холодильних машин. Комплексні машини, агрегати, уніфікація холодильних компресорів
6. Сучасні тенденції в проектуванні холодильних машин.
7. Класифікація холодильних установок.
8. Безперервний холодильний ланцюг. Функціональні типи холодильників.
9. Класифікація систем охолодження. Вимоги, які до них пред’являються.
10. Призначення холодильної ізоляції. Її особливості. Будова ізоляції і механізм передачі теплоти. Види вологи в ізоляції
11. Класифікація теплоізоляційних матеріалів. Вимоги, яки до них пред’являються. Сучасні теплоізоляційні матеріали, їх властивості.
12. Розрахунок товщини ізоляції огороджень холодильників
13. Найпростіша прямоточна система охолодження. Схема. Область застосування.
14. Прямоточна система охолодження з дренажними ресиверами. Схема. Область застосування.
15. Безнасосна система охолодження з самоциркуляцією холодоагенту. Схема область застосування.
16. Вплив гідростатичного стовпа холодоагенту на теплопередачу приборів охолодження.
17. Насосна система охолодження. Подача холодоагенту в прибори охолодження, область застосування.
18. Поняття кратності циркуляції холодильного агента. Кратність циркуляції холодильного агента в насосних та безнасосних системах охолодження.
19. Віддалення інею з теплопередаючої поверхні приборів охолодження. Особливості відтавання повітроохолоджувачів безпосереднього кипіння.
20. Системи охолодження з проміжними холодоносіями (закриті, відкриті), області застосування.
21. Технологічні умови зберігання охолоджених та заморожених продуктів.
22. Технологічні умови зберігання плодоовочевої продукції в охолодженому виді.
23. Холодильне устаткування камер зберігання охолоджених та заморожених продуктів.
24. Холодильне устаткування плодоовочесховищ.
25. Фактори, які впливають на тривалість холодильної обробки продуктів. Методи інтенсифікації холодильної обробки.
26. Фактори, які впливають на усушку продуктів. Методи зменшення усушки.
27. Технологічні умови охолодження та заморожування харчових продуктів.
28. Холодильне устаткування камер охолодження та заморожування продуктів.
29. Задачі експлуатації холодильних установок. Організація експлуатації.
30. Пуск і зупинка холодильних установок одно- та двоступінчатого стиснення.
31. Нормальні умови роботи холодильної установки.
32. Підвищення тиску в конденсаторі. Причини та методи усунення.
33. Підвищений перегрів пари на всмоктуванні. Причини та методи усунення.
34.  Підвищена температура нагнітання. Причини та методи усування.
35. Підвищений та понижений тиск у випарній системі. Причини та методи усунення.
36. Надлишок та недостача холодильного агента у системі. Причини та методи усунення.
37. Причини гідравлічних ударів та методи їх запобігання.
38. Вплив вологи та повітря в апаратах і трубопроводах на роботу холодильних установок.

 

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.Коєфіцієнт 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 тяготіння. 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 тиску. Втрати тиску 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.

 

  Програма для проведення вступних іспитів

Ступінь магістра

Спеціальність 142 “Енергетичне машинобудування“

Освітня-професійна програма «Холодильні машини, установки і кондиціювання повітря»

 

1. ХОЛОДИЛЬНІ МАШИНИ І УСТАНОВКИ

1.1. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ХОЛОДИЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

1. Машини, що працюють за зворотними термодинамічними циклами: галузі використання, термодинамічні схеми, СОР. Мінімальна робота для здійснення зворотного циклу.
2. Методи одержування холоду. Штучний та природний холод.
3. Методи одержування холоду без фазових переходів робочої речовини.
4. Методи одержування холоду з фазовими переходами робочої речовини.
5. Методи одержування низьких температур: розширення з виробництвом зовнішньої роботи.
6. Методи одержування низьких температур: розширення без виробництвам зовнішньої роботи.
7. Методи одержування низьких температур:дроселювання
8. Принципова схема парової компресорної холодильної машини. Головні елементи схеми.
9. Термодинамічні цикли парової компресорної холодильної машини:цикл Карно, цикл Планка, цикл з стисненням насиченої пари, цикл з стисненням перегрітої пари, цикл  з дроселюванням насиченої рідини, цикл з дроселюванням переохолоджуваної рідини.
10. Допоміжні апарати холодильних машин лінійні та дренажні ресивери, оливовіддільник, фільтр-осушник та фільтр механічного очищення. Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких використовуються зазначені пристрої.
11. Переохолоджувач рідини як допоміжний елемент холодильної машини; Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких він використовується.
12. Віддільник рідини як допоміжний елемент холодильної машини; Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких він застосовується.
13. Регенеративний теплообмінник як допоміжний елемент холодильної машини; Призначення, встановлення у схемі вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких він застосовується
14. Проміжна посудина як допоміжний елемент холодильної машини; Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких вона застосовується.
15. Економайзер як допоміжний елемент холодильної машини; Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких він застосовується
16. Проміжний охолоджувач як допоміжний елемент холодильної машини; Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких він застосовується.
17. Робочі речовини холодильної техніки; Ввимоги до робочих речовин, головні засади вибору робочої речовини, властивості робочих речовин, класифікація робочих речовин.
18. Цикл Планка. Оцінювання термодинамічної досконалості робочої речовини
19. Холодоносії,теплоносії, які застосовуються у холодильній техніці. Вимоги, які до них пред’являються.
20. Тепловий розрахунок одноступінчастої холодильної машини.
21. Споживчі характеристики холодильної машини, холодопродуктивність, потужність.
22. Двоступінчасті холодильні машини. Причини переходу до двоступінчастого стиснення, головні напрями щодо створення схемних рішень, засади вибирання проміжного тиску.
23. Каскадні холодильні машини. Головні напрями щодо створення схемних рішень, засади вибирання проміжної температури.
24. Теоретичний об’ємний компресор. Робота стиснення и робота компресора, продуктивність та потужність, середньоіндикаторний тиск, режим максимальної потужності.
25. Дійсний поршневий холодильний компресор. Об’ємні, газодинамічні та теплові втрати, індикаторна діаграма, об’ємні та енергетичні коефіцієнти.
26. Конструктивна схема поршневого компресора. Принцип роботи.
27. Конструктивна схема гвинтового компресора. Принцип роботи. Індикаторна діаграма.
28. Конструктивна схема ротаційного пластинчастого компресора. Принцип роботи. Індикаторна діаграма.
29. Конструктивна схема ротаційного компресора з ротором, що котиться Принцип роботи. Індикаторна діаграма.
30. Теорія компресора динамічної дії
31. Конструктивна схема відцентрового компресора. Особливості конструкції його основних елементів

 

1.2. ХОЛОДИЛЬНА ТЕХНИКА ТА ТЕХНОЛОГІЯ

 

1. Головні теплообмінні апарати в холодильній техніці. Призначення та вимоги до їх експлуатації.
2. Конденсатори. Класифікація, конструкції, області застосування.
3. Випарники з проміжними холодоносіями. Класифікація, конструкції, області застосування
4. Повітроохолоджувачі. Класифікація, конструкції, області застосування.
5. Принципи конструювання холодильних машин. Комплексні машини, агрегати, уніфікація холодильних компресорів
6. Сучасні тенденції в проектуванні холодильних машин.
7. Класифікація холодильних установок.
8. Безперервний холодильний ланцюг. Функціональні типи холодильників.
9. Класифікація систем охолодження. Вимоги, які до них пред’являються.
10. Призначення холодильної ізоляції. Її особливості. Будова ізоляції і механізм передачі теплоти. Види вологи в ізоляції
11. Класифікація теплоізоляційних матеріалів. Вимоги, яки до них пред’являються. Сучасні теплоізоляційні матеріали, їх властивості.
12. Розрахунок товщини ізоляції огороджень холодильників
13. Найпростіша прямоточна система охолодження. Схема. Область застосування.
14. Прямоточна система охолодження з дренажними ресиверами. Схема. Область застосування.
15. Безнасосна система охолодження з самоциркуляцією холодоагенту. Схема область застосування.
16. Вплив гідростатичного стовпа холодоагенту на теплопередачу приборів охолодження.
17. Насосна система охолодження. Подача холодоагенту в прибори охолодження, область застосування.
18. Поняття кратності циркуляції холодильного агента. Кратність циркуляції холодильного агента в насосних та безнасосних системах охолодження.
19. Віддалення інею з теплопередаючої поверхні приборів охолодження. Особливості відтавання повітроохолоджувачів безпосереднього кипіння.
20. Системи охолодження з проміжними холодоносіями (закриті, відкриті), області застосування.
21. Технологічні умови зберігання охолоджених та заморожених продуктів.
22. Технологічні умови зберігання плодоовочевої продукції в охолодженому виді.
23. Холодильне устаткування камер зберігання охолоджених та заморожених продуктів.
24. Холодильне устаткування плодоовочесховищ.
25. Фактори, які впливають на тривалість холодильної обробки продуктів. Методи інтенсифікації холодильної обробки.
26. Фактори, які впливають на усушку продуктів. Методи зменшення усушки.
27. Технологічні умови охолодження та заморожування харчових продуктів.
28. Холодильне устаткування камер охолодження та заморожування продуктів.
29. Задачі експлуатації холодильних установок. Організація експлуатації.
30. Пуск і зупинка холодильних установок одно- та двоступінчатого стиснення.
31. Нормальні умови роботи холодильної установки.
32. Підвищення тиску в конденсаторі. Причини та методи усунення.
33. Підвищений перегрів пари на всмоктуванні. Причини та методи усунення.
34.  Підвищена температура нагнітання. Причини та методи усування.
35. Підвищений та понижений тиск у випарній системі. Причини та методи усунення.
36. Надлишок та недостача холодильного агента у системі. Причини та методи усунення.
37. Причини гідравлічних ударів та методи їх запобігання.
38. Вплив вологи та повітря в апаратах і трубопроводах на роботу холодильних установок.

 

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.Коєфіцієнт 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 тяготіння. 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 тиску. Втрати тиску 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.

 

 

 

 

Програма для проведення вступних іспитів

Ступінь магістра

Спеціальність 142 “Енергетичне машинобудування“

Освітня програма «Кріогенні технології виробництва і транспортування зріджених природних газів»

 

ПЕРЕЛІК ПИТАНЬ ВСТУПНОГО ІСПИТУ

 

1. ТЕХНІЧНА ТЕРМОДИНАМІКА

1. Термодинамічні системи. Параметри стану термодинамічної системи. Інтенсивні та екстенсивні параметри стану.

2.  енергія та її особливості. Теплота та робота як форми передачі енергії. Узагальнена робота. Деформаційна робота та її графічне зображення в діаграмі р–v( тиск–питомий об’єм).

3. Перший закон термодинаміки як закон збереження та перетворювання енергії. Аналітичні форми запису першого закону та основні формулювання. Круговий процес та принцип еквівалентності тепла та роботи.

4. Перший закон термодинаміки для стаціонарного потоку. Ентальпія. Технічна робота. Графічне зображення технічної роботи в діаграмі р–v.

5. 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. Експериментальні досліди Джоуля та Томсона.

6. Ентропія ідеального газу. Теплова діаграма Т-s (температура–ентропія) та її властивості.

Реальний газ та його особливості. Досліди Ендрюса. Стисливість. Стан Бойля та крива Бойля. Граничні криві. Насичена рідина та насичена пара. Рівень сухості пари. Критична точка.

7. Аналіз процесу пароутворення. Волога насичена пара. Рівняння Клапейрона–Клаузіуса для фазового переходу. Діаграми р-v і Т-s та їх використання.

8. Тепловий двигун. Необхідні та достатні умови для реалізації циклічних процесів. Поняття оборотних та необоротних процесів. Нерівновага, як джерело необоротності.

9. Формулювання другого закону. Еквівалентність різних формулювань.

10. Зворотний 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.

11. 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 р–v, Т-s.

12. Області практичного застосування третього закону термодинаміки. Теплова теорема Нернста та постулат Планка. Основні висновки. Властивості речовин при понаднизьких температурах. Принцип недосяжності абсолютного термодинамічного нуля температур. Поняття про негативні (від’ємні ) абсолютні температури

 

Рекомендована література

1. Буляндра О.Ф. Технічна термодинаміка. / К.: Техніка, 2006. - 315 с.
2. Беляев Н.М. Термодинамика .- К.: Вища шк. Головне изд-во: 1987.-344 с.
3. Гуйго Э.Н. и др. Теоретические основы хладотехники. Термодинамика./ М.: Машиностроение, 1986.
4. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. - М., Машиностроение, 1983. – 472 с.
5. В.И. Крутов Техническая термодинамика. /М.:Высш.шк., 1991.-384с.

2. ТЕПЛОМАСООБМІН

1. Поля температур і теплових потоків, градієнт температур.
2. Рівняння енергії і теплопровідності..
3. Стаціонарна теплопровідність в однорідній та багатошаровій стінці. Перенесення тепла крізь шар теплоізоляції, теплові «мости».
4. Основні вимоги до теплового захисту низькотемпературного обладнання. Теплоізоляційні матеріали, які використовують у  низькотемпературної техніці. Основні типи ізоляції.
5. Газонаповнювальна ізоляція, її особливість, характеристика та вживання. Типи ізоляційних матеріалів: волокнисті, порошкові та пористі. Зрівняння їх недоліків та якостей.
6. Конструкції сосудів Д’юара.
7. Принципи перенесення теплоти в низькотемпературній теплоізоляції, визначення ефективної теплопровідності. Залежність теплопровідності ізоляції від температури.
8. Конвективний теплообмін. Зведення математичних моделей конвективного теплообміну до безрозмірної форми. Подібність процесів конвективного теплообміну. Розрахунок коефіцієнтів тепловіддавання для областей сильного та помірного змінювання властивостей.
9. Тепловіддавання за рухом рідини вздовж пласкої поверхні, та при поперековому обтіканні труб та трубчастих пучків.
10. Тепловіддавання під час вимушеного руху рідини в трубах і каналах. Ламінарний та турбулентний режими руху.
11. Теплообмін під час фазових переходів. Кипіння та конденсація. Пузиркове та плівкове кипіння робочих речовин.

Рекомендована література.

1. Погорєлов. А.І. Тепломасообмін (основи теорії і розрахунку). Львів, Новий Світ-200, 2000. – 140 с.
2. Лабай В.Й., Тепломасообмін., Львів: Тріада плюс 2004. – 260 с.
3. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел. А.С. Теплопередача. М., Энергоатомиздат, 1981 – 416 с.
4. Краснощеков Е.А.,Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. Учебное пособие для вузов.-4-е изд.,перераб.,-М.: Энергия,1980 - 288 с.
5. Данилова Г.Я. , Филаткин В.Н., Щербов М.Г., Бучко Н.А. Сборник задач по процессам теплообмена в пищевой и холодильной промышленности./ -М.: Агропромиздат, 1986. – 288 с.

 

3. 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 тяготіння. 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. Критерій Рейнольдса.
7. Рівняння руху ідеальної рідини Ейлера.
8. Рівняння руху реальної рідини. Рівняння Бернуллі для реальної рідини.
9. Класифікація втрат тиску. Втрати тиску 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

Рекомендована література

1. Константінов Ю.М., Гіжа О.О., Технічна механіка рідини і газу. / Київ, Вища школа., 2002 - 277 с.
2. Мандрус В.І., Гідравлічні та аеродинамічні машини – Л., Магнолія 2007 -  340 с.
3. Дейч М.Е., Зарянкин А.Е. Гидрогазодинамика – М., Энергоатомиздат, 1984 - 407 с.
4. Гиргидов А.Д. Механика жидкости и газа (гидравлика). СПб.: Изд-во Политехн.ун-та. 2007 – 545 с.
5. Завойко Б.М., Лещій Н.П. Технічна механіка рідин і газів: основні теоретичні положення та задачі. Львів. Магнолія, 2004 – 119 с.
6. Повх П.Л. Техническая гидромеханика - М.,Машиностроение, 1986- 345 с.

 

 

4. ХОЛОДИЛЬНІ МАШИНИ І УСТАНОВКИ

 

4.1. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ХОЛОДИЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

 

1. Машини, що працюють за зворотними термодинамічними циклами: галузі використання, термодинамічні схеми, СОР. Мінімальна робота для здійснення зворотного циклу.
2. Методи одержання холоду. Штучний та природний холод.
3. Методи одержання холоду без фазових переходів робочої речовини.
4. Методи одержання холоду з фазовими переходами робочої речовини.
5. Методи одержання низьких температур: розширення з виробництвом зовнішньої роботи.
6. Методи одержання низьких температур: розширення без виробництва зовнішньої роботи.
7. Методи одержання низьких температур: дроселювання.
8. Принципова схема парової компресорної холодильної машини. Головні елементи схеми.
9. Термодинамічні цикли парової компресорної холодильної машини: цикл Карно, цикл Планка, цикл зі стисненням насиченої пари, цикл зі стисненням перегрітої пари, цикл з дроселюванням насиченої рідини, цикл з дроселюванням переохолодженої рідини.
10. Допоміжні апарати холодильних машин: лінійні та дренажні ресивери, оливовіддільник фільтр-осушник та фільтр механічного очищення. Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких використовуються зазначені пристрої.
11. Переохолоджувач рідини як допоміжний елемент холодильної машини. Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких він використовується.
12. Віддільник рідини як допоміжний елемент холодильної машини. Призна­чення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речо­вини, для яких він застосовується.
13. Регенеративний теплообмінник як допоміжний елемент холодильної маши­ни. Призначення, встановлення у схемі вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких він застосовується
14. Проміжна посудина як допоміжний елемент холодильної машини. Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких вона застосовується.
15. Економайзер як допоміжний елемент холодильної машини. Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких він застосовується
16. Проміжний охолоджувач як допоміжний елемент холодильної машини. Призначення, встановлення у схемі, вплив на термодинамічний цикл, робочі речовини, для яких він застосовується.
17. Робочі речовини холодильної і криогенної техніки. Вимоги до робочих речовин, головні засади вибору робочої речовини, властивості робочих речовин, класифікація робочих речовин.
18. Природні гази (метан, пропан, бутан, повітря, кисень, водень та інші.) Теплофізичні властивості. Області застосування
19.  
20. Цикл Планка. Оцінка термодинамічної досконалості робочої речовини.
21. Холодоносії, теплоносії, які застосовуються у холодильній техніці. Вимоги які до них пред’являються.
22. Тепловий розрахунок одноступеневої холодильної машини.
23. Споживчі характеристики холодильної машини: холодопродуктивність, потужність.
24. Двоступеневі холодильні машини. Причини переходу до двоступеневого стиснення, головні напрями щодо створення схемних рішень, засади вибору проміжного тиску.
25. Каскадні холодильні машини. Головні напрями щодо створення схемних рішень, засади вибору проміжної температури.
26. Теоретичний об’ємний компресор. Робота стиснення і робота компресора, продуктивність та потужність, середньоіндикаторний тиск, режим максимальної потужності.
27. Дійсний поршневий холодильний компресор. Об’ємні, газодинамічні та теплові втрати, індикаторна діаграма, об’ємні та енергетичні коефіцієнти.
28. Конструктивна схема поршневого компресора. Принцип роботи.
29. Конструктивна схема гвинтового компресора. Принцип роботи. Індикаторна діаграма.
30. Конструктивна схема ротаційного пластинчатого компресора. Принцип роботи. Індикаторна діаграма.
31. Конструктивна схема ротаційного компресора з ротором, що котиться. Принцип роботи. Індикаторна діаграма.
32. Теорія компресора динамічної дії.
33. Конструктивна схема відцентрового компресора. Особливості конструкції його основних елементів.

Рекомендована література

1. Морозюк Т.В. Теорія холодильних машин і теплових насосів. – Одеса: Студія «Негоціант». – 2006. – 712 с. (с приложеним).
2. Холодильные машини. Учебник для ВУЗов под ред. И.А. Сакуна/                                   Л.: Машиностроение. – 1985. – 511 с.
3. Тепловые и конструктивные расчеты холодильних машин. Учебное пособие для ВУЗов под ред., И.А. Сакуна / Л.: Машиностроение. – 1987. – 423 с.
4. Никульшин Р.К., Морозюк Т.В. Термодинамические основы и методы получения низких температур в холодильной и криогенной технике. Учебное пособие / под ред. акад. Чумака И.Г. – ХТиТ, 1999. – 140 с.
5. Холодильные компрессоры. Справочник под ред. А.Б. Быкова / М.: Легкая и пищевая промышленность. – 1981. – 223 с.

 

4.2. ХОЛОДИЛЬНА ТЕХНІКА ТА ТЕХНОЛОГІЯ

1. Головні теплообмінні апарати в холодильній техніці. Призначення та вимоги до їх експлуатації.
2. Конденсатори. Класифікація, конструкції, області застосування.
3. Випарники з проміжними холодоносіями. Класифікація, конструкції, області застосування.
4. Повітроохолоджувачі. Класифікація, конструкції, області застосування.
5. Принципи конструювання холодильних машин. Комплексні машини, агрегати, уніфікація холодильних компресорів.
6. Сучасні тенденції в проектуванні холодильних машин.
7. Класифікація холодильних установок.
8. Безперервний холодильний ланцюг. Функціональні типи холодильників.
9. Класифікація систем охолодження. Вимоги, які до них пред’являються.
10. Призначення холодильної ізоляції. Її особливості. Будова ізоляції і механізм передачі теплоти. Види вологи в ізоляції.
11. Класифікація теплоізоляційних матеріалів. Вимоги, які до них пред’являються. Сучасні теплоізоляційні матеріали, їх властивості.
12. Розрахунок товщини ізоляції огороджень холодильників.
13. Найпростіша прямоточна система охолодження. Схема. Область застосування.
14. Прямоточна система охолодження з дренажними ресиверами. Схема. Область застосування.

15. Безнасосна система охолодження з самоциркуляцією холодоагенту. Схема область застосування.
16. Вплив гідростатичного стовпа холодоагенту на теплопередавання приборів охолодження.
17. Насосна система охолодження. Подавання холодоагенту в прибори охолоджен­ня, область застосування.
18. Поняття кратності циркуляції холодильного агенту. Кратність циркуляції холодильного агенту в насосних та безнасосних системах охолодження.
19. Видалення інею з теплопередавальної поверхні приборів охолодження. Особливості відтавання повітроохолоджувачів безпосереднього кипіння.
20. Системи охолодження з проміжними холодоносіями (закриті, відкриті), області застосування.
21. Холодильне устаткування камер охолодження та заморожування продуктів.
22. Задачі експлуатації холодильних установок. Організація експлуатації.
23. Пуск і зупинка холодильних установок одно- та двоступеневого стиснення.
24. Нормальні умови роботи холодильної установки.
25. Підвищення тиску в конденсаторі. Причини та методи усунення.
26. Підвищений перегрів пари на всмоктуванні. Причини та методи усунення.
27. Підвищена температура нагнітання. Причини та методи усування.
28. Підвищений та понижений тиск у випарній системі. Причини та методи усунення.
29. Надлишок та недостача холодильного агенту у системі. Причини та методи усунення.
30. Причини гідравлічних ударів та методи їх запобігання.
31. Вплив вологи та повітря в апаратах і трубопроводах на роботу холодильних установок.

 

Рекомендована література

 

1. Чумак І.Г., Чепурненко В.П., Ларяновський С.Ю., Парцхаладзе Е.Г., Онищенко В.П. Холодильні установки. Підручник для студ. вищ. навч. закл., які навчаються за спец. «Холодильні машини і установки»: у 2 кн. – К. Либідь, 1995. – 239 с.

2. Холодильні установки. Проектування. Навчальний посібник / Чумак І.Г., Чепурненко В.П., Ларяновський С.Ю. та ін. Під ред. докт. техн. наук і проф. І.Г. Чумака. 4-е вид. переробл. і доп. – Одесса: Друк, 2008. – том 1. – 145 с.

3. Холодильная техника. Энциклопедический справочник. Том 1. . – 1960. – 540 с.