Быстрицкий, Г.Ф. Общая энергетика: учеб. пособие для вузов /Г.Ф.Быстрицкий. -М.: Академия, 2008. - 208 с.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственного бюджетного образовательное

Учреждения высшего образования

«ПЕРМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электротехники и электромеханики

ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ

И методические указания к ее выполнению по дисциплине

«ОБЩАЯ ЭНЕРГЕТИКА»

Составитель: канд. техн. наук, проф. каф. ЭТиЭМ Тиунов В.В.

Пермь 2017

 

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

При выполнении контрольного задания рекомендуется придерживаться следующих требований:

1. Согласно учебному плану необходимо выполнить одну контрольную работу. Номера вариантов задач в контрольной работе определяются в зависимости от суммы двух последних цифр номера зачетной книжки.
2. Перекопировать полностью условие задачи для своего варианта.
3. При решении задачи пояснить словами вычисляемую величину, привести соответствующую формулу, найти неизвестную величину в буквенном и числовом выражении.
4. Для каждой найденной величины надо указывать размерность (невыполнение этого требования равносильно ошибке).
5. Вычисления выполнять с точностью до третьей значащей цифры.
6. Текст печатается шрифтом Times New Roman, кегль 14, оставляя поля 30 мм. кругом, страницы нумеровать, выполненное задание подписать. Титульный лист контрольной работы оформить как в Приложении 1.
7. Перед защитой работа сшивается степлером в брошюру или помещается в пластиковый скоросшиватель. Перед экзаменом (зачетом) файл зачтенной работы включается в состав индивидуальной папки электронного портфолио студента по дисциплине «Общая энергетика» на итоговом отчетном компакт-диске учебной группы по дисциплине.

ЗАДАЧА №1

Изучите ГОСТ 21.403-80. ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ.
ОБОРУДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ (ссылка - http://www.opengost.ru/iso/01_gosty/01080_gost_iso/0108030_gost_iso/1394-gost-21.403-80-spds.-oboznacheniya-uslovnye-graficheskie-v-shemah.-oborudovanie-energeticheskoe.html). «Прочитайте» тепловую схему согласно Вашему варианту, при этом попытайтесь расшифровать каждый ее элемент, обозначенный буквой или цифрой, ДАЙТЕ ОПИСАНИЕ ЕГО ФУНКЦИЙ.

Выбор варианта осуществляется по следующей схеме: студенты с номерами два последних номера которых оканчиваются на 1-10 выбирают соответствующие схемы, 11-ый номер соответствует варианту №1 и т.д.

Вариант №1	Вариант №2
Вариант №3	Вариант №4
Вариант №5	Вариант №6
Вариант №7	Вариант №8
Вариант №9	Вариант №10

 

ЗАДАЧА №2

Выбор варианта осуществляется аналогично задаче №1. Переведите в тонны условного топлива следующие горючие вещества:

Вариант №1 38кг пороха	Вариант №2 105т торфа	Вариант №3 14 кг березовых дров	Вариант №4 114кг бурого угля
Вариант №5 56м3 бытового газа	Вариант №6 67т каменного угля	Вариант №7 14 л этилового спирта	Вариант №8 24л метанола
Вариант №9 26кг древесного угля	Вариант №10 56м3 метана	Вариант №11 13г мазута	Вариант №12 24л дизельного топлива
Вариант №13 56 американских галлонов нефти	Вариант №14 46бр бензина	Вариант №15 0,12бр керосина	Вариант №16 26м3 этилена
Вариант №17 26т пропана	Вариант №18 226м3 водорода

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

(необходимо письменно ответить на три вопроса согласно варианту. Если у Вас 1-й вариант, то Вам нужно ответить на 1-й, 24-й и 48-й вопросы. Если у Вас 2-й вариант, ответы даются на 2-й, 25-й и 49-й вопросы и так далее)

1. Роль топливо - энергетического комплекса (ТЭК) в развитии экономики России.

2. Классификация энергетических ресурсов.

3. Назовите основные направления рационального энергоиспользования (энергосбережения).

4. Что такое термодинамическая система? Рабочее тело?

5. Перечислите основные параметры рабочего тела.

6. Термодинамические диаграммы и изображение термодинамических процессов в них.

7. Приведите и поясните расчетные аналитические формы записи первого закона термодинамики

8. Приведите частные формулировки второго закона термодинамики. Аналитическое выражение этого закона.

9. Назовите основные термодинамические процессы и изобразите их в термодинамических диаграммах.

10. Покажите переход не кипящей питательной воды в перегретый пар в PV- и Ts – диаграммах. Как вычислить количество теплоты, необходимое для этого перехода рабочего тела в 1 кг?

11. Поясните различие между соплом (конфузором) и диффузором. Приведите примеры их применения в технике. Что такое комбинированное сопло?

12. Назовите циклы, которые осуществляются в поршневых двигателях внутреннего сгорания (ДВС) и газотурбинных установках (ГТУ).

13. Поясните, как теплота сгорания натурального топлива в теплотехнических установках переходит в механическую работу.

14. Что такое термический КПД цикла теплотехнической установки? От чего зависит термический КПД теплового двигателя?

15.  Изобразите цикл Ренкина паротурбинной установки в Ts-диаграмме, покажите пути повышения его термического КПД.

16. Назовите виды теплообмена. Приведите примеры из техники, где имеют место эти виды теплообмена.

17. Запишите основные уравнения, по которым производится расчет этих видов теплообмена.

18. Назовите несколько способов интенсификации теплопередачи.

19. Теплообменные аппараты. Напишите уравнения, используемые для расчета этих аппаратов.

20. Виды расчетов теплообменных аппаратов, приведите примеры их использования в энергетике.

21. Регенеративные и сетевые подогреватели. В чем их отличие по назначению?

22. Назовите основные характеристики потока воды.

23. Получите уравнение Бернулли из основного уравнения гидростатики.

24. Что такое гидродинамический напор, гидравлическое сопротивление и потеря напора воды?

25. Перечислите основные характеристики рек.

26. Как определить мощность гидростанции?

27. Изложите основы физического расчета реактора.

28. Какой изотоп природного урана в основном используется в атомной энергетике?

29. Глубина выгорания ядерного топлива, что это такое?

30. Изложите основы теплового расчета парогенератора с водо - водяным энергетическим реактором.

31. Классификация тепловых электрических станций.

32. Назовите условия, которые являются основополагающими при выборе типа электростанции.

33. Приведите простейшие (принципиальные) схемы КЭС и ТЭЦ.

34. Тепловые потери и электрический КПД тепловых электростанций.

35. Назовите показатели тепловой экономичности ТЭЦ.

36. Назовите условия применения схем раздельного и комбинированного энергоснабжения.

37. Покажите на примере влияния начальных и конечных параметров пара на экономичность тепловых электростанций.

38. С какой целью на тепловых электростанциях применяется промежуточный перегрев пара?

39. С какой целью на ТЭС применяется регенеративный подогрев питательной воды?

40. Покажите схемы отпуска технологического (производственного) пара от промышленно-отопительной ТЭЦ.

41. Назовите расчетные тепловые нагрузки ТЭЦ. Как они определяются?

42. Приведите простейшую схемы теплофикационной установки.

43. Приведите график тепловых нагрузок по продолжительности отопительного периода.

44. Показатели тепловой экономичности тепловых электростанций. Величина удельных расходов условного топлива на выработку электроэнергии на КЭС и ТЭЦ. Удельный расход условного топлива на выработку и отпуск теплоты от ТЭЦ.

45. Назовите основное энергетическое оборудование ТЭС. Что является критерием правильности выбора состава, типа и мощности этого оборудования.

46. Назовите оптимальные значения коэффициентов теплофикации по технологическому пару и сетевой воде.

47. Назовите типы насосов, применяемых на ТЭС.

48. Назначение, принципы работы, схемы включения и конструкции теплообменных аппаратов, деаэраторов и охладителей пара на ТЭС.

49. Назовите типы систем теплоснабжения. Покажите преимущества и недостатки каждого типа.

50. Покажите на примере влияние выбросов тепловых электростанций на экологию

51. Покажите преимущества атомных электростанций перед тепловыми.

52. Приведите принципиальные тепловые схемы АЭС.

53. Назовите типы реакторов для АЭС, а также основные отличия и особенности этих типов.

54. В чем преимущества реакторов на быстрых нейтронах перед реакторами на тепловых нейтронах?

55. Что такое «тепловая мощность» АЭС?

56. Как определяется электрический КПД атомной электростанции? Назовите численное значение его для современных АЭС.

57. С какой целью применяются сепараторы – пароперегреватели (СПП) на АЭС? Как происходит сепарация и перегрев пара в СПП?

58.  В чем особенности паротурбинного цикла АЭС?

59. Назовите основные положения расчета парогенераторов АЭС.

60. Классификация гидротурбин. В чем отличие гидротурбин для ГЭС и ГАЭС?

61. Объясните принцип действия и особенности конструкции активных и реактивных гидротурбин.

62. Каскадное использование водных ресурсов. Как производится регулирование речного стока?

63. Покажите перспективы использования водных ресурсов для строительства малых ГЭС, приливных электростанций (ПЭС) и волновых энергоустановок.

64. Как решаются экологические проблемы при комплексном использовании водных ресурсов?

65. Приведите примеры использования солнечных энергетических установок для систем теплоснабжения.

66. Назовите геотермальные ресурсы России. Приведите принципиальные схемы ГеоТЭС.

67. Назовите принципы преобразования ветровой энергии в электрическую.

68. Назовите конструкцию ветровых турбин и основные узлы ветроэнергетических установок.

69. Покажите на примере перспективы развития нетрадиционной энергетики в России.

70. Дайте классификацию вторичных энергоресурсов (ВЭР).

71. Приведите примеры использования ВЭР в утилизационных энергетических установках.

72. Покажите принципиальную тепловую схему электростанции на биомассе.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература

1. Основы энергетики: учебник для вузов / Г. Ф. Быстрицкий.- 2-е изд., испр. и доп.— Москва : КНОРУС, 2011 .— 350 с.

2. Казанцев В. П. Общая энергетика: учеб. Пособие / В.П. Казанцев                                 - Пермь: Из-во Перм. гос. техн. ун-та, 2009. - 270 с.

Быстрицкий, Г.Ф. Общая энергетика: учеб. пособие для вузов /Г.Ф.Быстрицкий. -М.: Академия, 2008. - 208 с.

4. Основы современной энергетики в 2ч.Ч.1.Современная теплоэнергетика: Курс лекций для менеджеров энергетических компаний /А.Д.Трухний, А.А.Макаров, В.В.Клименко; Под общ. ред. Е.В. Аметистова. - М.: Изд-во МЭИ, 2002.-368с.:ил.

5. Основы современной энергетики. В 2-х ч. Ч.2. Современная электроэнергетика: Курс лекций для менеджеров энергетических компаний /А.П.Бурман, В.А.Строев; Под общ.ред. Е.В. Аметистова. - М.: Изд-во МЭИ, 2003. - 454с.:ил.

6. Тиунов В.В. Электронный ресурс для студентов по дисциплине «Общая энергетика», ПНИПУ, Пермь, 2017.

Дополнительная литература

Учебно-методическая литература

1. Сборник задач по тепловым и атомным электростанциям: учебное пособие/В.Ф.Жидких, В.М.Лавыгин, Н.И.Тимошенко, С.Г.Тишин; под. ред. Д.П.Елизарова – М.: Издательский дом МЭИ, 2006. – 36 с.

2. Кудинов В.А., Карташов Э.М. Техническая термодинамика. Учеб. пособие для втузов. М.: Высш. шк., Юрайт, 2003, 2005.-261 с.: ил.

3. Гидравлика, пневматика и термодинамика: курс лекций / В. В. Бражников [и др.]; Под ред. В. М. Филина .— М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2008 .—317с

 ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ И КОНТРОЛЯ ПРИ ДОПУСКЕ К ЭКЗАМЕНУ (ЗАЧЕТУ) ПО ДИСЦИПЛИНЕ

1. Топливо-энергетический комплекс (ТЭК) России.

2. Основные направления рационального использования энергетических ресурсов.

3. Основные понятия термодинамики.

4. Первый закон термодинамики.

5. Второй закон термодинамики.

6. Термодинамические свойства и процессы реальных газов и паров.

7. Циклы энергетических установок.

8. Теплопроводность.

9. Конвективный теплообмен.

10.  Теплообмен излучением.

11. Теплопередача.

12.  Сложный теплообмен.

13. Основы расчетов теплообменных аппаратов.

14. Основные характеристики потока воды.

15.  Уравнение неразрывности потока жидкости. Уравнение Бернулли.

16. Гидродинамический напор. Гидравлическое сопротивление и потеря напора жидкости.

17. Основные гидрологические характеристики рек: расход воды, норма и модуль стока, работа водяного потока.

18. Понятие о ядерных цепных реакциях.

19. Основы физического расчета ядерного реактора.

20. Глубина выгорания ядерного топлива.

21. Основы теплового расчета парогенератора с водо-водяным энергетическим реактором.

22. Типы тепловых электростанций (ТЭС): конденсационные (КЭС, ГРЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ).

23. Простейшие принципиальные тепловые схемы электростанций.

24. Потери и КПД тепловых электростанций на органическом топливе.

25. Показатели тепловой экономичности теплоэлектроцентралей (ТЭЦ).

26. Условия применимости схем раздельного и комбинированного энергоснабжения.

27. Выбор начальных и конечных параметров и схемы промежуточного перегрева пара на ТЭС.

28. Выбор числа ступеней и температуры подогрева питательной воды.

29. Системы регенеративного подогрева питательной воды паротурбинных установок ТЭС.

30. Схемы отпуска от ТЭЦ пара и сетевой воды внешним потребителям.

31. Основное энергетическое оборудование тепловых электростанций: энергетические паровые и водогрейные котлы, типы котлов; принципиальные схемы котлов и их основные характеристики; тепловой баланс и КПД котла; компоновка и конструкции котлов; водоподготовка и водный режим котлов.

32. Паровые и газовые турбины: принцип действия и устройство турбин; преобразовании энергии в ступени турбины; потери и КПД турбинной ступени; многоступенчатые турбины.

33. Вспомогательное оборудование тепловых электростанций: характеристики, конструкции и условия эксплуатации насосного оборудования ТЭС: конденсатных, питательных, дренажных, циркуляционных, сетевых и подпиточных насосов; выбор привода питательного насоса.

34. Выбор основного и вспомогательного оборудования ТЭС.

35. Назначение, принцип работы, схемы включения и конструкции теплообменных аппаратов, деаэраторов, охладителей пара и дренажа, испарителей и парообразователей.

36. Техническое водоснабжение, топливоснабжение, шлакоудаление, очистка и удаление дымовых газов.

37. Охрана окружающей среды от воздействия тепловых электростанций.

38. Системы теплоснабжения.

39. Теплофикационные установки КЭС и ТЭЦ.

40. Производственные и производственно-отопительные котельные тепловые схемы источников теплоснабжения.

41.  Расчет тепловых нагрузок и графики этих нагрузок.

42. Схемы присоединения тепловых потребителей к тепловой сети; регулировании теплопотребления.

43. Преимущества атомных электрических станций (АЭС) по сравнению с тепловыми электростанциями.

44. Тепловые схемы АЭС: одноконтурная, двухконтурная и трехконтурная.

45. Основное энергетическое оборудование АЭС: атомные реакторы типа РМБК, ВВЭР и БН; основные отличия и особенности этих типов энергетических реакторов.

46. Реакторные установки двухконтурных АЭС.

47. Высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы (ВТГР); тенденции развития ВТГР.

48. Атомные станции теплоснабжения (АСТ); реакторные установки на быстрых нейтронах.

49. Атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ).

50. Парогенераторы, турбины, промежуточные сепараторы и пароперегреватели атомных электростанций.

51. Особенности паротурбинного цикла АЭС.

52. Классификация гидравлических турбин для гидроэлектростанций (ГЭС): активные и реактивные гидротурбины; энергетические характеристики гидротурбин.

53. Состав и компоновка основных сооружений ГЭС. Каскадное и комплексное использование водных ресурсов.

54. Регулирование речного стока.

55. Проектирование и эксплуатация гидроэнергетических установок.

56. Гидроэнергетика малых гидроэлектростанций: ГЭС русловые, приплотинные; гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС); приливные электростанции (ПЭС); волновые энергоустановки.

57. Решение экологических проблем при комплексном использовании водных ресурсов.

58. Солнечные энергетические установки: системы солнечного теплоснабжения.

59. Солнечные электростанции с центральным приемником.

60. Геотермальная энергетика: геотерминальные ресурсы; принципиальные схемы геотерминальных тепловых электростанций (ГеоТЭС).

61. Ветроэнергетика: принципы преобразователя ветровой энергии; принципиальные конструкции ветровых турбин; основные узлы ветроэнергетических установок.

62. Основы применения эффективных энерготехнологий; вторичные энергоресурсы (ВЭР); классификация ВЭР и направления их использования. Утилизационные энергетические установки; ресурсосберегающие технологии.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПЕРЕАТТЕСТАЦИИ

(для студентов, обучающихся по сокращенной ускоренной программе на базе СПО. Для переаттестации студенты дают письменные ответы на два вопроса, полученные путем случайной выборки и предъявляют их преподавателю в Контрольной работе по дисциплине)

1. Энергоресурсы и их классификация.

2. Твердые топлива. Примерный состав и теплотехнические характеристики горючей массы твердого топлива.

3. Характеристики жидких топлив, получаемых из нефти. Октановое число.

4. Состав и теплота сгорания горючих газов. Цетановое число.

5. Высшая и низшая теплота сгорания топлива. Условное топливо.

6. Ядерная энергия и механизм тепловыделения.

7. Основные параметры состояния термодинамической системы.

8. Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия, работа расширения.

9. Энтальпия. Второй закон термодинамики.

10. Математический и физический смысл энтропии. Третий закон термодинамики.

11.  Разновидности идеальных термодинамических процессов.

12. Основные фазовые состояния и i,s-диаграмма водяного пара.

13. Что характеризуют термический КПД и холодильный коэффициент?

14. Тепловой насос и сущность его работы.

15. Цикл Карно. Его сущность и КПД.

16. Теплообмен теплопроводностью. Закон Фурье.

17. Конвективный теплообмен. Закон Ньютона - Рихмана.

18. Теплообмен излучением. Закон Стефана – Больцмана.

19. Тепловые конденсационные электростанции. Устройство и основные характеристики.

20. Теплофикационные электростанции. Устройство и основные характеристики.

21. Атомные электростанции. Структура и основные характеристики.

22. Гидроэлектростанции. Структура и основные характеристики.

23. Принципиальная тепловая схема ТЭС, работающей по циклу Ренкина. Цикл Ренкина на p,v и T,s – диаграммах.

24. Принципиальная технологическая схема КЭС.

25. Регенеративный цикл паротурбинных установок.

26. Промежуточный перегрев пара в цикле Ренкина.

27. Теплофикационный цикл ТЭЦ. Турбины с противодавлением.

28. Теплофикационный цикл ТЭЦ. Турбины с регулируемыми отборами пара.

29. Принципиальная технологическая схема электростанции с газовыми турбинами. Цикл ГТУ.

30. Принципиальная схема ГТУ разомкнутого процесса со сгоранием при постоянном давлении и регенерацией тепла.

31. Схема парогазовой установки и его работа.

32. Схема парогазовой установки с высоконапорным парогенератором.

33. Принципиальная технологическая схема АЭС с реактором типа ВВЭР.

34. Принципиальная технологическая схема АЭС с реактором типа БН.

35. Циклы паротурбинных АЭС.

36. ГЭС их классификация и основные характеристики.

37. Энергия речного водотока. Уравнение Бернулли.

38. Теоретические, технические и экономические гидроэнергетические ресурсы.

39. Плотинная схема создания напора ГЭС.

40. Деривационная схема создания напора ГЭС.

41. Энергия и мощность ГЭС.

42. Устройство и работа ВЭУ.

43. Солнечные энергетические установки. Классификация, устройство, работа.

44. Котельные установки. Состав, назначение, классификация.

45. Технологическая схема котельной установки.

46. Схемы генерации пара в котлах.

47. Топливные элементы. Устройство, назначение, работа.

48. Типы и назначение концентраторов солнечного излучения.

49. Приливные электростанции. Устройство, назначение, работа.

50. Геотермальные электростанции. Устройство, назначение, работа.

51. Дизельные электростанции. Устройство, назначение, работа.

 

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»   Электротехнический факультет   Кафедра электротехники и электромеханики     КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине «Общая энергетика» Вариант №2 студента группы ……….БЗ,БЗу ПЕТРОВА Ивана Анатольевича (желательно указать адрес электронной почты и номер мобильного телефона для связи)     Проверил: Профессор каф. ЭТиЭМ Тиунов Василий Васильевич   Пермь 201__

Приложение 1

 

 

МИНОБРНАУ