Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения (Э4)

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» (МГТУ им. Н.Э. Баумана) УТВЕЖДАЮ Первый проректор— ректор по учебной работе Э. Баумана Б.В. Падалкин 2015 г. ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ В МАГИСТРАТУРУ по направлению подготовки 1б.04.03 Холодильная, к иогенная техника и системы жизнеобеспечения код и наннснованнс иаиравленин иодготовки Факультет Энергомашиностроение (Э) Полное наименование Факультета (сокращенное наиненованне) Кафедра Холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения (Э4) Полное наииенованнс кафедры (сокращенное наилеенованис) Москва, 2015 г.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ К вступительным испытаниям в магистратуру допускаются лица, имеющие документ государственного образца о высшем образовании любого уровня (диплом бакалавра или специалиста). Лица, предъявившие диплом магистра, могут быть зачислены только на договорной основе. Прием осуществляется на конкурсной основе по результатам вступительных испьпаний. Программа вступительных испытаний в магистратуру по направлению подготовки: 16.04.03 Холодильная, к иогенная техника и системы жизнеобеспечения код и наименование направления подготовки составлена на основании Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования подготовки бакалавра по направлению: 16.03.03 Холодильная, к иогенная техника и системы жизнеобеспечения код и наименование направления подготовки и охватывает базовые дисциплины подготовки бакалавров по названному направлению.

Программа содержит описание формы вступительных испытаний, перечень вопросов для вступительных испытаний и список литературы рекомендуемой для подготовки. 2. ЦЕЛЬ ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ Вступительные испытания призваны определить степень готовности поступакпцего к освоению основной образовательной программы магистратуры по направлению: 16.04.03 Холодильная, к иогенная техника и системы жизнеобеспечения код и наименование направления подготовки 3. ФОРМА ПРОВЕДЕНИЯ ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ Вступительные испытания проводятся в письменной форме в соответствии с установленным приемной комиссией МГТУ расписанием. Поступающему предлагается ответить письменно на 10 вопросов и задач билета.

расположенных в порядке возрастания трудности и охватывающих содержание разделов и тем программы соответствующих вступительных испытаний. На ответы по вопросам и задачам билета отводится 210 минут. Результаты испытаний оцениваются по стобалльной шкале. Результаты испытаний оглашаются не позднее чем через три рабочих дня.

4. ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ Письменное испытание проводится по программе, базирующейся на основной образовательной программе бакалавриата по направлению 16.03.03 Холодильная, к иогенная техника и системы жизнеобеспечения код и наименование иаправлеииа подготовки Перечень разделов и тем дисциплины, включенные в письменное испытание Научные основы криолигии Цель и задачи дисциплины.

Основные понятия и определения. Техника низких температур н области ее применения, условные термины, тенденция развития. Классификация низкотемпературных установок. Особенности развития холодильного н криогенного машиностроения. Общий план курса, основная и дополнительная литература. Стационарные, нестационарные и установившиеся состояния низкотемпературных систем.

Открытие и закрытие системы. Принцип сохранения массы для (нерелятивнстских) систем с многокомпонентными потоками. Примеры составления материального баланса для аппаратов и машин газоразделительных, адсорбционных и абсорбционных установок. Принцип сохранения энергии. Потоки энергии (тепловые, электрические, механические, магнитные н др.) н их численное определение. Физический смысл энтальпни н полной энтальпии потока для открытых систем. Изменение энергии системы и ее составляющих. Энергетический баланс для открытых и закрытых низкотемпературных систем. Методика применения принципа сохранения энергии для анализа н расчета низкотемпературных машин. аппаратов.

установок. Уравнения в интегральной и дифференциальной формах. Примеры составления энергетического баланса для различных простых и сложных систем и элементов низкотемпературных установок. Принцип возрастания энтропии как следствие 2-го закона термодинамики. Производство энтропии при осуществлении идеальных и реальных процессов в низкотемпературных установках. Способы вычисления приращения энтропии в результате смещения, теплообмена, трения. Примеры расчета. Энтропийный баланс низкотемпературных открытых н закрытых систем. Следствие принципа аддитивности энтропии. Компенсация возрастания энтропии. Теорема Гюи- Стодолы. Степень термодинамического совершенства установок принцип аддитивности потерь и термодинамический анализ их распределения по элементам низкотемпературных установок.

Общие принципы термодинамического анализа и его методологические разновидности: энтропийный анализ н эксергетический анализ. Примеры составления энтропийного баланса низкотемпературных установок систем н определение степени термодинамического совершенства реальных установок. Охлаждение газообразных, жидких, твердых, веществ, продуктов и плазмы в условиях открытой и закрытой термодинамической системы. Минимальная работа (энергия), необходимая для охлаждения в условиях Р~оияг и Р'=сотг. Десублимацня.

Ожижение газов н газовых смесей. Минимальная работа ожижения в условиях Р=сопяг и ~г=соияг, Сравнение /,„в для различных газов. Разделение и очистка газов и жидкостей. Технологические процессы разделения и очистки. Минимальная работа разделения газообразных и жидких смесей. Примеры. Сравнение / в. Возможности осуществления в одной низкотемпературной установке нескольких элементарных технологических задач. Определение минимальной энергии как суммы значений ( ь, для отдельных процессов.

Процессы, сопровождающиеся понижением температуры в ади абати ых условиях: дросселирование, детандирование, выхлоп, волновые и пульсацнонные процессы расширения, вихревое энергетическое разделение адиабатная откачка паров жидкостей и кристаллов, процессы смешения и растворения, адиабатное размагничивание, десорбция, эффекты Пельтье и Эттинсгаузена и др.

Возможности использования этих процессов для организации низкотемпературных циклов в разных диапазонах требуемых температур. Термодинамический анализ наиболее распространенных рабочих процессов, сопровождающихся понижением температуры. Характеристики процессов дросселирования для чистых веществ и смесей. Зависимость а; от давления и температуры. Инверсия дроссель-эффекта.

Кривые инверсии. Способы реализации дросселирования. Сравнение процессов ~=сотг и и=сонг. Равновесное адиабатное расширение газа (я=сопя~). Зависимость а, от давления и температуры. Приближенное вычисление изменения температуры реальных газов в процессах я=свох~ по уравнению адиабаты Пуассона и оценка погрешности. Изменение энтальпии. Детантирование. Способы организации процессов детандирования. Оценка эффективности расширительных (детандерных) машин. Анализ процесса выхлопа - свободного выпуска газа из баллона постоянного объема.

Сравнение с процессом ю=сопх~. Уравнение процесса выхлопа: аян=сош~. Изменение температуры и энтальпии в процессе выхлопа. Способы реализации этого процесса. Общая задача о процессах в адиабатной системе с переменной массой. Частные результаты решения этой задачи для процессов наполнения, выпуска, впуска, выталкивания и др. Расширение газа в вихревых трубах, особенности рабочего процесса. Оценка эффективности, эмпирические данные, реализация и использование в реальных установках. Процессы волнового расширения, особенности. Теоретические и эмпирические характеристики, способы реализации.

Конструкции волновых криогенераторов. Откачка паров кипящей жидкости. основные соотношения и способы реализации. Получение шугообразных криопродуктов методом откачки. Охлаждение в процессах насьпцения ненасыщенных газов, барбатируемых через слой жидкости на примере принципа азото-водяного охлаждения. Процессы растворения и их использование. Процессы десорбции и абсорбции и их применение. Изотермы адсорбции гелия. Процессы размагничивания парамагнети кон и их характеристики. Одно фазовое охлаждение.

Примеры организации и расчета процессов одно фазового охлаждения. Непрерывное охлаждение и понятие низкотемпературного цикла. Необходимые и достаточные условия для формирования цикла. Замкнутые и незамкнутые циклы. Понятие: холодопроизводящий процесс в низкотемпературном цикле.