Московский энергетический институт (технический университет) институт тепловой и атомной энергетики (итаэ)

Загрузка...





Скачать 180.27 Kb.
НазваниеМосковский энергетический институт (технический университет) институт тепловой и атомной энергетики (итаэ)
Дата публикации02.12.2014
Размер180.27 Kb.
ТипДокументы
top-bal.ru > Физика > Документы
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ)
____________________________________________________________________
_______________________________________
Направление подготовки: 140100 Теплоэнергетика и теплотехника

Профиль(и) подготовки: Тепловые электрические станции;

Технология воды и топлива на тепловых и атомных электрических станциях;

Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная
^ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"НЕТРАДИЦИОННЫЕ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ"



Цикл:

профессиональный




Часть цикла:

базовая




дисциплины по учебному плану:

^ ИТАЭ; Б.3.7




Часов (всего) по учебному плану:

144




Трудоемкость в зачетных единицах:

4


5 семестр



Лекции

36 час

5семестр

Практические занятия

18 час

5 семестр

Лабораторные работы

-




Расчетные задания, рефераты

20 час самостоят. работы

5 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

90 час

5 семестры

Экзамены

-




Курсовые проекты (работы)

--

--



Москва - 2010

^ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является обеспечение базовой подготовки в области возобновляемых источников энергии, включающей освоение основных знаний в области солнечных тепловых установок (солнечные системы теплоснабжения, солнечные тепловые электростанции), геотермальных электростанций и систем теплоснабжения, ветроэнергетических установок, использования энергии океана.

В результате изучения дисциплины студенты должны освоить современные методы расчета солнечных тепловых установок, знать тепловые схемы современных систем солнечного теплоснабжения уметь определять долю нагрузки, которая покрывается солнечной энергией в системах теплоснабжения, знать потенциал и методы использования геотермального тепла для выработки электроэнергии, особенности станционного оборудования геотермальных станций, знать основные принципы преобразования ветровой энергии в электроэнергию и тепло, знать принципы работы электростанций использущих температурные градиенты океанской воды, энергии волн и приливов.


По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

  • самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

  • анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику (ОК-12);

  • использовать основные законы естественно-научных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического исследования в физике, химии, экологии (ПК-2);

  • рассчитывать количественные характеристики процессов, протекающих в конкретных технических системах на основе существующих методик (ПК-8, ПСК-2);

  • выполнять численные и экспериментальные исследования, проводить обработку и анализ результатов (ПК-10).

^ Задачами дисциплины являются

  • обеспечение базовой подготовки в области возобновляемых источников энергии, включающей освоение основ гелиотехники, геотермальной энергетики, ветроэнергетики и энергии океана.

  • освоение методов расчета гелиоэнергетических систем


^ 2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части математического и естественнонаучного цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Атомные электростанции и установки» направления 140700 Ядерная энергетика и теплофизика.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Математика», «Физика», «Химия», «Термодинамика», «Тепломассообмен».

Знания, полученные при освоении дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы, а также программы магистерской подготовки.

^ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

  • основные источники информации о возобновляемых источниках энергии (ОК-11, ПК-6);

  • основные принципы работы установок использующих возобновляемые источники энергии (ПК-2);

  • методы расчета солнечных систем теплоснабжения (ОК-11, ПК-8, ПСК-4);

  • устройство, тепловые схемы и характеристики солнечных тепловых электростанций

(ПК-10);

  • устройство и характеристики геотермальных электростанций (ОК-1, ОК-6)

  • устройство и характеристики ветроэнергетических установок (ОК-1, ОК-6);

Уметь:

  • самостоятельно анализировать тепловые процессы в солнечных коллекторах теплоснабжения и рассчитывать их характеристики., (ОК-7);

  • определять оптимальные значения коэффициента замещения тепловой нагрузки потребителя солнечной энергией (ОК-6, ПК-8);

  • определять оптимальные сочетания различных устройств использующих возобновляемые источники энергии для удовлетворения нужд потребителя

  • (ПК-1, ПК-8);

Владеть:

  • навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12);

  • терминологией в области возобновляемых источников энергии(ОК-2);

  • навыками поиска информации о свойствах рабочих тел используемых в гелиотехнике для получения тепла, холода и их аккумулирования (ОК-11, ПК-6, ПСК-4);

  • компьютерными методами анализа и расчета гелиотехнических устройств (ПК-2, ПК-10);

  • знаниями в области испытаний и сертификации солнечных коллекторов(ОК-11, ПК-3, ПК-10).


^ 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц, 288 часов.



п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации



Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Ввдение

Базовые углы

6


5



4


2


--







2

Солнечная радиация за пределами атмосферы

12


5



4


2

--


6


Устный опрос

3

Солнечная радиация у поверхности Земли

16


5


4

2

--



10


Устный опрос

4

Солнечные коллекторы, конструкции, расчет характеристик

20


5


4

2

--



14


Устный опрос

5

Тепловые потери в солнечном коллекторе, селективные покрытия

31

5

4

2

--

25

Устный опрос




Солнечные системы теплоснабжения

29

5

2

2




25

Устный опрос

6

Солнечные электросанции

10

5

4

2

--

4

Устный опрос

7

Геотермальные установки

8

5

4

2

-

2

Устный опрос

8

Ветроэнергетические установки

6

5

4

2

--

-

Устный опрос

9

Использование энергии океана

2

5

2

-

-

-







Зачет

4

5

--

--

--

4

Собеседование.




Экзамен

-

-

-

-

-

-

-




Итого:

144




36

18

-

90


























































^ 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

5 семестр

Лекция 1

Состояние и перспективы развития технологий по использованию возобновляемых источников. Демонстрация слайдов показывающих современные методы преобразования солнечной энергии в электроэнергию и тепло, современное оборудование, объемы производства, динамику развития,

способы преобразования ветровой энергии, геотермальной энергии, энергии океана.




Лекция 2

Природа солнечной радиации. Взаимное расположение Земли и Солнца в различные периоды года. Базовые углы, использующиеся в гелиотехнике и способы их вычисления, широта, долгота, склонение Солнца, часовой угол, зенитный угол, высота солнцестояния, азимут Солнца, азимут плоскости воспринимающей солнечную радиацию, угол падения солнечных лучей на произвольно ориентированную плоскость и частные случаи угла падения. Лекция 3

Солнечная радиация за пределами атмосферы. Солнечная постоянная. Вычисление солнечной постоянной в различные периоды года. Вычисление энергии поступающей за сутки на горизонтальную площадку за пределами атмосферы. Спектр солнечной радиации за пределами атмосферы. Положение Солнца на небосводе в течение суток на различных широтах.

Лекция 4

Солнечная радиация у поверхности Земли. Составляющие солнечной радиации у поверхности Земли, прямая и диффузная радиация. Спектр солнечной радиации у поверхности Земли. Масса атмосферы и ее вычисление, Зависимость массы атмосферы от часа дня и широты местности.

Спектр солнечной радиации у поверхности Земли.

Лекция 5

Измерение солнечной радиации, принцип работы пиранометра и пиргелиометра. Вычисление прямой и диффузной радиации. Долгосрочные характеристики солнечной радиации. Приход солнечной радиации на различных широтах Земли. Вычисление часовых сумм солнечной радиации с использованием эмпирических формул и компьютерных программ. Вычисление прихода солнечной радиации на наклонную поверхность. Коэффициент наклона прямой солнечной радиации. Приход солнечной радиации на наклонные поверхности в различное время суток и года.

Расчет среднемесячного суточного прихода солнечной радиации на наклонную поверхность при ее ориентации на юг и при произвольной ориентации.

Лекция 6

Солнечный коллектор. Типы солнечных коллекторов. Конструкция плоского, вакуумного и воздушного солнечного коллектора. Плоский солнечный коллектор с жидким и воздушным теплоносителем, варианты, конструкции и основные компоненты.

Расчет эффективности ребра коллектора, распределение температуры по длине ребра.


Лекция 7

Расчет поглощения солнечной радиации абсорбером. Оптический и тепловой к.п.д. солнечного коллектора. Полезно отводимое тепло. Определение коэффициента отвода тепла и коэффициента потерь коллектора. Расчет коэффициента эффективности коллектора. Стандартные испытания солнечного коллектора.

Лекция 8

Оптические потери в прозрачном ограждении солнечного коллектора. Законы Снелиуса и Бугера. Расчет коэффициентов отражения, и пропускания с учетом поляризации и многократного отражения.

Лекция 9

Тепловые потери в солнечном коллекторе. Коэффициенты Нуссельта для различных случаев расчета коэффициента теплоотдачи в гелиоэнергетических устройствах. Расчет конвективных и радиационных потерь в коллекторе. Эквивалентные схемы термического сопротивления на различных участках прохождения теплового потока от абсорбера в окружающую среду. Определение температуры прозрачного ограждения методом итераций. Определение суммарного коэффициента потерь солнечного коллектора.

Лекция 10

Селективное покрытие-ловушка для солнечной энергии. Виды селективных покрытий. Физические основы механизмов обеспечивающих селективность коэффициентов поглощения и излучения.

Лекция 11

Концентратор в виде составной параболы, его конструкция и особенности. Угол восприятия. Связь между высотой концентратора и степенью концентрации для разных углов восприятия. Расчет коллектора с составной параболой и вакуумным теплоприемником. Расчет полезно отводимого тепла от коллектора с концентратором в виде составной параболы.

Лекция 12

Солнечные системы теплоснабжения. Классификация солнечных систем теплоснабжения. Солнечные системы горячего водоснабжения. Примеры тепловых схем. Расчет количества тепла для нужд горячего водоснабжения. Одноконтурные и двухконтурные системы солнечного теплоснабжения. Учет промежуточного теплообменника при расчете коэффициента отвода тепла.

Метод градусо-дней. Расчет суммарной тепловой нагрузки в системах отопления и горячего водоснабжения.

Лекция 13

Расчет доли тепловой нагрузки покрываемой за счет солнечной энергии в системах отопления и горячего водоснабжения, f- метод.

Аккумулирование тепла, классификация тепловых аккумуляторов. Энтальпийные аккумуляторы, конструкции, требования к рабочим веществам, перспективные рабочие вещества и их свойства.

Лекция 14

Аккумуляторы тепла с фазовыми переходами, конструкции аккумуляторов, рабочие вещества и их свойства.

Аккумуляторы тепла с химическими реакциями, конструкции аккумуляторов, требования к рабочим веществам, перспективные рабочие вещества и их свойства.

Солнечные тепловые электростанции и их классификация, принцип работы, тепловой баланс, к.п.д.

Лекция 15

Солнечные тепловые электростанции с параболоцилиндрическими концентраторами. Варианты расположения параболоцилиндрических концентраторов. Расчет полезного тепла отводимого от теплоприемников. Тепловые схемы, параметры рабочих веществ, примеры существующих электростанций. Солнечные тепловые электростанции башенного типа, тепловые схемы, параметры рабочих веществ, гелиостатное поле, примеры существующих электростанций. Солнечные электростанции с параболоидными концентраторами. Цикл Стирлинга, его особенности, изображение в T-S и P-V координатах.

Лекция 16

Геотермальная энергия. Источники геотермального тепла. Модели гидротермальных систем. Виды геотермального флюида. Месторождения пара, использующегося для производства электроэнергии. Тепловые схемы геотермальных электростанций с флюидом в виде пара. Ребойлеры для удаления неконденсирующихся газов содержащихся в паре. Использование флюида в виде горячей воды для выработки электроэнергии, тепловые схемы. Статистика геотермальных станций работающих в мире и объемы производства на них электроэнергии и тепла.

Лекция 17

Энергетические ресурсы ветра. Зависимость скорости ветра от высоты. Статистика скоростей ветра, распределение Вейбула. Средняя скорость ветра. Кинетическая энергия ветра. Коэффициент Беца. Базовые понятия аэродинамики ротора ветровой установки. Коэффициенты мощности и быстроходности. Зависимости коэффициентов мощности и быстроходности для ветровых установок различных типов. График зависимости мощности ветровой турбины от скорости ветра. Факторы, ограничивающие минимальную и максимальную скорости вращения ротора ветровой турбины

Принципиальное устройство ветровой турбины. Статистика использования ветровых турбин в различных странах мира.

Лекция 18

Использование энергии океана. Электростанции, основанные на использовании разности температур поверхностной и глубинной воды океана (ОТЭС). Термодинамические основы работы ОТЭС, типы ОТЭС их тепловые схемы и конструкции. Области практического использования ОТЭС. Приливные электростанции, принцип действия, разработанные проекты и действующие электростанции. Возможности использования энергии волн.


^ 4.2.2. Практические занятия

Вычисление склонения и азимута Солнца, часового угла, угла падения солнечных лучей на произвольно ориентированную плоскость.

Вычисление суточного прихода солнечной радиации на плоскость за пределами атмосферы в произвольный день года.

Вычисление мгновенных приходов прямой и диффузной солнечной радиации на поверхность Земли с использованием эмпирических формул.

Вычисление часовых значений прихода прямой и диффузной солнечной радиации.

Вычисление мгновенных и долгосрочных значений прихода солнечной радиации на наклонную поверхность с нулевым и произвольным азимутом.

Вычисление мгновенных и долгосрочных значений энергии поглощаемой абсорбером солнечного коллектора.

Расчет тепловой нагрузки системы отопления по методу градусо-дней и нагрузки горячего водоснабжения.

Расчет коэффициентов поглощения и отражения прозрачного ограждения коллектора с учетом многократных отражений.

Расчет тепловых потерь плоского солнечного коллектора

Расчет вакуумного солнечного коллектора с концентратором.

Расчет доли нагрузки отопления и горячего водоснабжения покрываемой за счет солнечной энергии с использованием f-метода

5 семестр

^ 4. Расчетное задание

Расчет доли нагрузки отопления и горячего водоснабжения покрываемой за счет солнечной энергии с использованием f-метода для трех вариантов площади солнечных коллекторов.

4.1. Курсовые проекты и курсовые работы
Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

^ 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия

5 семестр

При чтении лекций в каждом разделе указываются имена программ, которые могут быть использованы для определения характеристик солнечных систем теплоснабжения.

^ Практические занятия

При проведении практических занятий указываются имена программ, которые могут быть использованы для определения характеристик солнечных систем теплоснабжения.
^ Лабораторные работы

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены

Самостоятельная работа

Для выполнения расчетных заданий рекомендуется использовать MATCAD 2000.

^ 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов и устный опрос.

Аттестация по дисциплине – зачет

Оценка за освоение дисциплины определяется в 5-м семестре, как оценка на зачете.В приложение к диплому вносится оценка за 5 семестр.

^ 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Д.А.Даффи, У.А.Бекман Тепловые процессы с использованием солнечной энергии, Издательство МИР 19077г., 420с

М.И.Валов, Б.И.Казанджан,Системы солнечного теплоснабжения, Издательство МЭИ,1991 г. 137 с.

б) дополнительная литература:

Электронный учебный курс по возобновляемым источникам энергии: http://www.retscreen.net/ru/d_t_info.php

1.М.М.Колтун Селективные оптические поверхности преобразователей солнечной энергии. Издательство Наука 1979. 214 с.

Преобразование солнечной энергии. Под ред. Б.Серафина. Москва, Энергоиздат,1982 г
д) справочная литература:

1. Справочные данные по приходам прямой и диффузной солнечной радиации на горизонтальную поверхность http://eosweb.larc.nasa.gov/sse/
^ 7.2. Электронные образовательные ресурсы:

1.Электронный учебный курс по возобновляемым источникам энергии: http://www.retscreen.net/ru/d_t_info.php

2^ . «SOLAR COLLECTORS, ENERGY STORAGE AND MATERIALS»

http://books.google.ru/books?id=IBLmmnea5sQC&pg=PA191&lpg=PA191&dq=ASHRAE+Standard+93-77&source=bl&ots=qda29n6BQc&sig=7MTGLEUUm693CHuOqrS3sVu7Zr0&hl=ru&ei=qxmaTNXUBc2VswbRtsGuDA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&sqi=2&ved=0CBgQ6AEwAA#v=onepage&q=ASHRAE%20Standard%2093-77&f=true
а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

каждый обучающийся в МЭИ(ТУ) получает пароль для доступа к электронным ресурсам для расчетов свойств веществ.

б) другие:

не предусмотрены
^ 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика»

и профилю «Атомные электростанции и установки».
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

д.т.н., профессор Казанджан Б.И.
"СОГЛАСОВАНО":

Зав. кафедрой Общей физики и ядерного синтеза

д.т.н. профессор Комов А.М.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Теоретических основ теплотехники им. М.П. Вукаловича

к.т.н., профессор Сухих А.А.





Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Московский энергетический институт (технический университет) институт тепловой и атомной энергетики (итаэ) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт...

Московский энергетический институт (технический университет) институт тепловой и атомной энергетики (итаэ) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт...

Московский энергетический институт (технический университет) институт тепловой и атомной энергетики (итаэ) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт...

Московский энергетический институт (технический университет) институт тепловой и атомной энергетики (итаэ) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт...

Московский энергетический институт (технический университет) институт тепловой и атомной энергетики (итаэ) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт...

Московский энергетический институт (технический университет) институт тепловой и атомной энергетики (итаэ) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт...

Московский энергетический институт (технический университет) институт тепловой и атомной энергетики (итаэ) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт...
Магистерские программы: «Технология производства электрической и тепловой энергии»

Московский энергетический институт (технический университет) институт тепловой и атомной энергетики (итаэ) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт...
Целью дисциплины является освоение некоторых методов решения оптимизационных задач, связанных с атомной энергетикой

Московский энергетический институт (технический университет) институт тепловой и атомной энергетики (итаэ) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт...
Профиль(и) подготовки: Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике

Московский энергетический институт (технический университет) институт тепловой и атомной энергетики (итаэ) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт...
Профиль(и) подготовки: Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике



Школьные материалы
Загрузка...


При копировании материала укажите ссылку © 2018
контакты
top-bal.ru

Поиск