Программа вступительного испытания в магистратуру в форме экзамена по направлению



Скачать 112.11 Kb.
Дата03.01.2013
Размер112.11 Kb.
ТипПрограмма



ПРОГРАММА
вступительного испытания в магистратуру в форме экзамена
по направлению


140700.68 Ядерная энергетика и теплофизика
Содержание программы

1. Физика плазмы

Основы физики коллективных взаимодействий – Квазинейтральность плазмы. Временная зависимость заряда области плазмы от времени: ленгмюровские колебания (волны). Дебаевское экранирование. Энергия взаимодействия точечного заряда с плазмой. Критерий идеальности плазмы.

Движение заряженных частиц в электромагнитном поле – Ларморовское вращение. Дрейф при наличии постоянного электрического поля. Приближение ведущего центра. Градиентный дрейф. Адиабатический инвариант при движении частицы в неоднородном магнитном поле. Эффект магнитной пробки (зеркала) в природе и технике.

Уравнение Саха – Структура состояний системы электрон-ион. Дискретность свободных состояний системы электрон-ион и их плотность в фазовом пространстве. Распределение Больцмана и его применение к системе электрон-ион. Вывод уравнения Саха. Состав частично ионизованной плазмы. Термодинамические свойства частично ионизованной плазмы

Основы теории столкновений – Упругие и неупругие столкновения частиц в плазме. Дифференциальное сечение столкновения. Передача импульса в столкновениях, транспортное сечение. Передача энергии в упругих и неупругих столкновениях. Столкновения заряженных частиц. Экранированный кулоновский потенциал. Кулоновский логарифм.

Уравнение Больцмана – Феноменологический вывод уравнения Больцмана. Интеграл столкновений. Интерпретация левой части уравнения Больцмана как производной от плотности частиц в фазовом пространстве вдоль траектории движения частиц. Уравнение Больцмана с самосогласованным полем (уравнение Власова). Применение уравнения Власова для вывода дисперсионного соотношения для ленгмюровских волн. Качественный анализ данного дисперсионного соотношения: затухание Ландау, пучково-плазменная неутойчивость.

Кинетика явлений переноса – Приближения для функции распределения при условии частых столкновений. Приближение Чепмена – Энскога. Уравнение для векторного момента функции распределения. Расчет коэффициентов электропроводности, теплопроводности в лоренцевской плазме

Многожидкостная модель магнитной газодинамики – Экстенсивные характеристики среды: объемное содержание, конвективный и диффузионный поток, источник. Уравнения переноса экстенсивных величин. Система уравнений многожидкостной газодинамики. Уравнения переноса компонент плазмы, их импульса и энергии. Обмен импульсом и энергией между компонентами. Уравнения Максвелла как замыкание модели. Задачи, решаемые с использованием многожидкостной модели. Многокомпонентная, двухтемпературная, одножидкостная модели магнитной газодинамики. Явление отрыва температуры электронов, двухтемпературная модель.
Одножидкостная модель. Задачи, решаемые с использованием многокомпонентной, двухтемпературной, одножидкостной моделей.

МГД-приближение для уравнений Максвелла – Низкочастотное приближение уравнений Максвелла. Тензор давления магнитного поля. Уравнение диффузии и вмороженности магнитного поля. Сохранение магнитного потока

МГД-волны в плазме – Дисперсионное соотношение для волн, полученное в одножидкостной модели. Быстрый магнитный звук. Альфеновские волны.
2. Тепломассообмен

Основные понятия, используемые при описании процессов переноса тепла. Температурное поле. Температурный градиент. Тепловой поток. Плотность теплового потока. Закон Фурье, коэффициент теплопроводности. Математическая формулировка задач теплопроводности. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Краевые условия задач теплопроводности, различные способы задания граничных условий. Закон Ньютона-Рихмана.

Решение стационарного дифференциального уравнения теплопроводности без внутренних источников тепла для бесконечной тонкой пластины. Температурное поле в плоской стенке при граничных условиях первого рода. Теплопроводность через многослойную стенку. Эквивалентный коэффициент теплопроводности плоской стенки. Теплопроводность через плоскую стенку при граничных условиях третьего рода (теплопередача).

Решение стационарного дифференциального уравнения теплопроводности без внутренних источников тепла для бесконечного цилиндра. Линейная плотность теплового потока. Температурное поле в цилиндрической стенке при граничных условиях первого рода. Теплопроводность через многослойную цилиндрическую стенку. Эквивалентный коэффициент теплопроводности цилиндрической стенки. Теплопроводность через цилиндрическую стенку при граничных условиях третьего рода (теплопередача). Линейный коэффициент теплопередачи. Линейное термическое сопротивление теплопроводности, теплоотдачи, теплопередачи. Расчет теплопередачи в тонких цилиндрических стенках. Критический диаметр цилиндрической стенки.

Плотность объемного тепловыделения. Температурное поле в плоской стенке при наличии тепловыделений. Критерий Померанцева. Решение стационарного дифференциального уравнения теплопроводности при наличии внутренних источников тепла для бесконечного цилиндра. Температурное поле в цилиндрической стенке при наличии внутренних источников тепла. Теплопроводность однородного цилиндрического стержня при наличии тепловыделений. Теплопроводность цилиндрической стенки с внутренними источниками тепла: тепло отводится только через внутреннюю поверхность, тепло отводится только через наружную поверхность, тепло отводится через обе поверхности.

Интенсификация теплопередачи за счет увеличения коэффициентов теплоотдачи. Упрощенный расчет через оребренную стенку. Интенсификация теплопередачи за счет оребрения поверхности. Виды ребристых поверхностей. Решение двумерного стационарного уравнения теплопроводности для ребра произвольного сечения.

Аналитическое описание процесса нестационарной теплопроводности. Основные понятия метода нестационарной теплопроводности: безразмерная избыточная температура, критерий Био, критерий Фурье. Нестационарное температурное поле в плоской пластине - решение задачи в безразмерном виде методом разделения переменных. Решение дифференциального нестационарного уравнения теплопроводности для цилиндра и шара. Нестационарное температурное поле в сплошном бесконечном цилиндре, в шаре. Средняя безразмерная избыточная температура, средняя по сечению температура, определение количества теплоты отданного (полученного) телом в процессе охлаждения (нагревания).

Охлаждение (нагревание) тел конечных размеров (параллелепипед, балка прямоугольного сечения, цилиндр конечной длины) – метод перемножения решений. Стадии процесса охлаждения (нагревания) тел, их характеристики. Регулярный режим охлаждения тел. Темп охлаждения. Теоремы Кондратьева. Применение метода регулярного режима охлаждения тел для экспериментального определения теплофизических свойств веществ.

Основные понятия и определения процессов конвективного теплообмена. Физические свойства жидкостей. Гидродинамический и тепловой пограничные слои. Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена для несжимаемой жидкости. Уравнение теплоотдачи. Уравнение энергии. Уравнение движения. Уравнение неразрывности. Условия однозначности.

Общие сведения о свободной конвекции. Число Релея. Теплоотдача при свободной конвекции жидкости около вертикальной пластины или вертикальной трубы. Ламинарное, турбулентное и смешанное течение жидкости в пограничном слое.

Теплоотдача при свободной конвекции около горизонтальной пластины. Теплоотдача при свободной конвекции на поверхности горизонтального цилиндра. Теплоотдача при малых значениях числа Релея. Свободная конвекция в прослойках и замкнутых полостях. Ячейки Бенара. Эквивалентный коэффициент теплопроводности.

Зависимость теплоотдачи от гидродинамического режима течения жидкости. Ламинарный пограничный слой при обтекании пластины. Задача Блаузиуса. Тепловой пограничный слой при обтекании пластины. Задача Польгаузена. Зависимость теплоотдачи от изменения физических параметров жидкости. Интегральное соотношение Кружилина. Теплоотдача при турбулентном пограничном слое.

Зависимость характера обтекания цилиндра от числа Рейнольса. Гидродинамика и теплообмен при поперечном обтекании одиночного цилиндра. Угол отрыва ламинарного и турбулентного пограничного слоя. Изменение коэффициента теплоотдачи по окружности цилиндра. Средняя теплоотдача поперечно омываемого цилиндра. Зависимость коэффициента теплоотдачи цилиндра от угла атаки.

Теплообмен при поперечном обтекании коридорных и шахматных пучков труб. Зависимость теплоотдачи от номера ряда, соотношения продольного и поперечного шагов пучка. Средний коэффициент теплоотдачи для пучка. Зависимость теплоотдачи пучка труб от угла атаки.

Гидродинамика и теплообмен при течении жидкости в трубах и каналах. Гидравлическое сопротивление при течении в трубе. Первый закон термодинамики для течения в трубе. Участки гидродинамической и тепловой стабилизации. Влияние силы тяжести. Вязкостный и вязкостно-гравитационный режимы теплоотдачи. Интеграл Лайона.

Теплоотдача при ламинарном и турбулентном течении в гладких трубах круглого поперечного сечения. Задача Гретца-Нуссельта. Особенности теплообмена в трубах некруглого сечения. Влияние шероховатости поверхности на теплообмен в трубах. Теплоотдача в изогнутых трубах. Влияние участка гидродинамической и термической стабилизации.

Определение и классификация процессов конденсации. Уравнение Нуссельта. Анализ допущений и обоснование поправок к формулам Нуссельта. Пленочная конденсация неподвижного пара на поверхности вертикальной плоскости и горизонтального цилиндра. Определяющий критерий подобия в задачах конденсации. Конденсация при смешанном течении пленки конденсата. Конденсация движущегося пара на одиночной трубе. Конденсация движущегося пара на горизонтальном пучке труб.

Условия зарождения паровой фазы в объеме перегретой жидкости и на твердой поверхности. Динамика паровых пузырьков при кипении. «Кривая кипения». Изменение структуры двухфазного потока по длине парогенерирующего канала. Механизм теплообмена и расчетные соотношения для теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкостей. Теплообмен при пленочном кипении жидкостей. Кризис пузырькового кипения жидкостей в свободном объеме.

Общие сведения о тепловом излучении*. Собственное, отраженное, поглощенное, пропущенное, эффективное, результирующее излучение. Законы теплового излучения. Теплообмен излучением в системе тел с плоскопараллельными поверхностями. Теплообмен излучением между телом и его оболочкой. Теплообмен излучением между двумя телами, произвольно расположенными в пространстве. Теплообмен излучением при наличии экранов.

Особенности излучения газов и паров. Поглощательная способность и степень черноты среды. Основы переноса излучения в поглощающих, излучающих и рассеивающих средах. Закон Бугера. Степень черноты углекислого газа и водяного пара. Сложный теплообмен. Коэффициент теплоотдачи излучением. Лучистый теплообмен между газом и его оболочкой. Расчет теплообмена излучением в системе типа «газ в черной оболочке». Приближенный метод расчета степени черноты дымовых газов.

Диффузия (массообмен) молекулярная и молярная. Концентрационная диффузия, закон Фика, коэффициент диффузии. Термодиффузия, бародиффузия. Уравнения сохранения в общей форме для эйлерова контрольного объема. Тепло- и массоотдача. Коэффициент массоотдачи. Стефанов поток. Аналогия переноса импульса, энергии и массы компонента (тройная аналогия).
Основная литература

Теплообмен в ядерных энергетических установках: Учебное пособие /Б.С. Петухов, Л.Г. Генин, С.А. Ковалев и др. – 3-е изд., перераб и доп. – М.: Изд-во МЭИ, 2003. – 548 с.

Теплотехника: Учебник для втузов/ А.М. Архаров, И.А. Архаров и др. М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2004. – 712 с.

Теплотехника: Учебник для вузов/ М.Г. Шатров, Г.М. Камфер и др.; Под ред. В.Н. Луканина. – 3-е изд., испр. – М.: Высш.шк., 2002. – 671 с.

Теплоэнергетика и теплотехника: Справочник в 4 кн / Под ред. А.В. Клименко, В.М. Зорина – М.: Изд-во МЭИ, 2000–2004.

Цветков Ф.Ф., Григорьев Б.А. Тепломассоообмен. Учебник М.: Изд-во МЭИ, 2005. – 550 с.
Дополнительная литература

Митчнер М., Кругер Ч. Частично ионизованные газы. М.: Мир, 1976.

Зельдович Я.Б, Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных газовых явлений. М.: Наука, 1966.

Финников, К.А. Термодинамика равновесной плазмы. Метод. пособие. КГТУ, 2001.

Елецкий А.В., Палкина Л.А., Смирнов Б.М. Явления переноса в слабоионизованной плазме. М.: Атомиздат, 1975.

Чен, Ф. Основы физики плазмы. М.: Мир, 1988.

Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Физическая кинетика. М.: Наука, 1979.

Брагинский, С.И. Явления переноса в плазме. – в кн. «Вопросы теории плазмы», вып. 1. М.: Атомиздат, 1963.

Веденов А.И. Задачи по физике плазмы. М.: Наука, 1989.

Франк-Каменецкий Д.А. Плазма – четвертое состояние вещества. М.: Атомиздат, 1975.

Альфвен, А.Х. Космическая плазма. М.: Мир, 1989.

Очерки физики и химии низкотемпературной плазмы. Под ред. Полака Л.С. М.: Наука, 1971.

Арцимович Л.А. Что каждый физик должен знать о плазме. М.: Наука, 1981.

Швиликин Б.Н. Газовая электроника и физика плазмы в задачах. М.: Наука, 1978.
Вопросы к экзамену

1. Физика плазмы

1.1. Временная зависимость заряда крупной области плазмы от времени: ленгмюровские колебания (волны).

1.2. Дебаевское экранирование.

1.3. Энергия взаимодействия точечного заряда с плазмой. Критерий идеальности плазмы.

1.4. Ларморовское вращение. Дрейф при наличии постоянного электрического поля.

1.5. Приближение ведущего центра. Градиентный дрейф.

1.6. Адиабатический инвариант при движении частицы в неоднородном магнитном поле. Эффект магнитной пробки (зеркала) в природе и технике.

1.7. Структура состояний системы электрон-ион. Концентрация свободных состояний системы электрон-ион в фазовом пространстве.

1.8. Вывод уравнения Саха путем применения распределения Больцмана к системе электрон-ион либо путем минимизации свободной энергии.

1.9. Состав частично ионизованной плазмы. Характерная температура частично ионизованной плазмы.

1.10. Упругие и неупругие столкновения частиц в плазме. Картина столкновения в системе отсчета центра масс.

1.11. Дифференциальное сечение столкновения.

1.12. Передача импульса в столкновениях, транспортное сечение.

1.13. Столкновения заряженных частиц. Экранированный кулоновский потенциал. Кулоновский логарифм.

1.14. Общий вид уравнения Больцмана. Интерпретация левой части уравнения Больцмана. Свойства интеграла столкновений.

1.15. Вывод дисперсионного соотношения для ленгмюровских волн с использованием уравнения Власова.

1.16. Качественный анализ данного дисперсионного соотношения для ленгмюровских волн.

1.17. Приближение Чепмена – Энскога. Уравнение для векторного момента функции распределения.

1.18. Расчет коэффициентов электропроводности, теплопроводности в лоренцевской плазме.

1.19. Экстенсивные характеристики среды: объемное содержание, конвективный и диффузионный поток, источник. Уравнения переноса экстенсивных величин.

1.20. Уравнения переноса компонент плазмы, их импульса и энергии. Обмен импульсом и энергией между компонентами. Уравнения Максвелла как замыкание модели.

1.21. Многокомпонентная, двухтемпературная, одножидкостная модели магнитной газодинамики. Явление отрыва температуры электронов, двухтемпературная модель. Одножидкостная модель. Задачи, решаемые с использованием многокомпонентной, двухтемпературной, одножидкостной моделей.

1.22. Низкочастотное приближение уравнений Максвелла. Тензор давления магнитного поля.

1.23. Уравнение диффузии и вмороженности магнитного поля. Сохранение магнитного потока

1.24. Дисперсионное соотношение для волн, полученное в одножидкостной модели. Быстрый магнитный звук. Альфеновские волны.

2. Тепломассообмен

2.1. Основные положения теплопроводности. Дифференциальное уравнение теплопроводности.

2.2. Стационарные теплопроводность и теплопередача плоской стенки без внутренних источников тепла.

2.3. Стационарные теплопроводность и теплопередача цилиндрической стенки без внутренних источников тепла.

2.4. Стационарная теплопроводность при наличии тепловыделений.

2.5. Теплопередача от оребренных поверхностей.

2.6. Нестационарная теплопроводность бесконечной плоской стенки и цилиндра бесконечной длины. Определение количества теплоты в нестационарном процессе.

2.7. Тела конечных размеров. Регулярный режим охлаждения тел.

2.8. Основные положения конвективного теплообмена. Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена в однофазной среде.

2.9. Теплоотдача при свободной конвекции у вертикальной поверхности в большом объеме.

2.10. Теплоотдача при свободной конвекции у горизонтальных труб, в замкнутом объеме.

2.11. Теплоотдача при внешнем обтекании тел. Продольное обтекание пластины.

2.12. Теплоотдача при поперечном обтекании одиночного цилиндра.

2.13. Теплоотдача при обтекании пучка труб.

2.14. Особенности теплообмена при течении жидкости в трубах и каналах.

2.15. Теплоотдача при ламинарном и турбулентном течении жидкости в прямых, круглых, гладких трубах, а также в изогнутых трубах и трубах некруглого сечения.

2.16. Теплоотдача при конденсации чистых паров.

2.17. Теплоотдача при кипении жидкостей. Кризисы кипения.

2.18. Теплообмен излучением в диатермичной среде. Плокопараллельные тела. Тело с оболочкой. Произвольно расположенные тела.

2.19. Теплообмен излучением в поглощающей среде. Закон Бугера. Степени черноты поглощающих газов.

2.20. Основные положения массообмена. Дифференциальные уравнения массообмена. Тройная аналогия. Стефанов поток.

Похожие:

Программа вступительного испытания в магистратуру в форме экзамена по направлению iconПрограмма вступительного экзамена в магистратуру по направлению подготовки
Цель вступительного экзамена в магистратуру по направлению 022000. 68 Экология и природопользование – проведение конкурсного отбора...
Программа вступительного испытания в магистратуру в форме экзамена по направлению iconПрограмма вступительного испытания в магистратуру в форме экзамена по направлению
Основные характеристики и классификация проводников. Проводящие и резистивные материалы. Резистивные элементы. Электрофизические...
Программа вступительного испытания в магистратуру в форме экзамена по направлению iconРеферат по проблеме исследования и сдает вступительные испытания по направлению (с учетом профиля) вступительное испытание в форме экзамена или собеседования
Программа вступительного экзамена и собеседования по направлению – 040100. 68 Социология
Программа вступительного испытания в магистратуру в форме экзамена по направлению iconПрограмма «Защита и восстановление природной среды техногенных и урбанизированных территорий»
Программа и правила проведения вступительного испытания в форме собеседования для абитуриентов, поступающих в магистратуру по направлению...
Программа вступительного испытания в магистратуру в форме экзамена по направлению iconПрограмма вступительного экзамена для поступающих в магистратуру по направлению «История» Издательство
История мировых цивилизаций (Всеобщая история): Программа вступительного экзамена для поступающих в магистратуру по направлению «История»...
Программа вступительного испытания в магистратуру в форме экзамена по направлению iconПрограмма вступительного испытания в магистратуру Собеседование по направлению подготовки 010100 «Математика»
Программа предназначена для подготовки выпускников бакалавриата и специалистов к вступительному собеседованию в магистратуру математического...
Программа вступительного испытания в магистратуру в форме экзамена по направлению icon«Социология» (программы «Социология управления» и «Социология культуры»)
Программа и правила проведения вступительного испытания в форме собеседования для абитуриентов, поступающих в магистратуру по направлению...
Программа вступительного испытания в магистратуру в форме экзамена по направлению iconПрограмма междисциплинарного вступительного экзамена в магистратуру по направлению подготовки

Программа вступительного испытания в магистратуру в форме экзамена по направлению iconВступительного испытания, для поступающих в магистратуру по направлению
Программа составлена на основании государственного образовательного стандарта, с учетом требований учебного плана, рекомендаций Учебно-методического...
Программа вступительного испытания в магистратуру в форме экзамена по направлению iconПрограмма вступительных испытаний в форме междисциплинарного экзамена для приема по направлению магистерской подготовки 151600. 68 «Прикладная механика»
Вопросы вступительного испытания по междисциплинарному экзамену охватывают основные положения следующих дисциплин
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org