Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр»





Скачать 305.98 Kb.
НазваниеРабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр»
страница1/2
Дата публикации01.03.2015
Размер305.98 Kb.
ТипРабочая программа
100-bal.ru > Химия > Рабочая программа
  1   2


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского

Институт химии


УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебно-методической работе профессор Е.Г. Елина
___________________________

"____" _____________ 2011 г.





Рабочая программа дисциплины
Альтернативные моторные топлива
Направление подготовки 240100 – Химическая технология
Профиль подготовки - Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов
Квалификация (степень) выпускника «Магистр»
Форма обучения очная

Саратов, 2011 год
1. Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Альтернативные моторные топлива» являются:

  • развитие у студентов личностных качеств, формирование общекультурных и профессиональных компетенций в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по данному направлению подготовки;

  • формирование способностей к приобретению новых знаний в области техники и технологии;

  • вырабатывание способности и готовности осуществлять технологический процесс в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров технологического процесса, свойств сырья и продукции;

  • ознакомление студентов с существующими традиционными и новейшими технологиями получения альтернативных моторных топлив;

  • понимание студентами необходимости перспективного перехода энергетики и топливной промышленности на возобновляемое сырье;

  • изучение производства углеводородных систем с улучшенными экологическими характеристиками (бензинов, дизельных, котельных и реактивных топлив);

  • понимание роли охраны окружающей среды и рационального природопользования для развития и сохранения цивилизации;

  • приобретение основ общепрофессиональных и специальных профессиональных знаний, позволяющих выпускнику успешно работать и развиваться в своей профессиональной области и быть активным членом общества;

  • повышение культурного уровня и формирование социально-личностных качеств обучающихся: целеустремленности, организованности, трудолюбия, ответственности, гражданственности, коммуникабельности, толерантности.


2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры

Дисциплина «Альтернативные моторные топлива» относится к вариативной части профессионального цикла ООП по направлению 240100 – Химическая технология.

Обучение базируется главным образом на знаниях, полученных студентами в процессе изучения следующих курсов:

общенаучный цикл:

  • теоретические и экспериментальные методы в инженерной химии;

профессиональный цикл:

  • процессы массопереноса в системах с участием твердой фазы;

  • химическая технология переработки углеводородных газов.

Рассматриваемая дисциплина неразрывно связана с дисциплинами «Современные проблемы химической технологии» и «Развитие топливно-энергетического комплекса России», дает возможность расширения знаний, умений и навыков, определяемых содержанием базовых (обязательных) дисциплин и позволяет студенту получить углубленные знания и навыки для успешной профессиональной деятельности и (или) для продолжения профессионального образования в аспирантуре.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате

освоения дисциплины «Альтернативные моторные топлива»

В результате изучения дисциплины студент должен обладать следующими общекультурными (ОК) и профессиональными компетенциями (ПК):

  • способен совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень, получать знания в области современных проблем науки, техники и технологии, гуманитарных, социальных и экономических наук (ОК- 1);

  • способен самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК- 6);

  • способен к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов в соответствии с направлением и профилем подготовки (ПК- 1);

  • способен оценивать эффективность и внедрять в производство новые технологии (ПК-7);

  • готов к организации работы коллектива исполнителей, принятию исполнительских решений в условиях спектра мнений, определению порядка выполнения работ (ПК-9);

  • способен и готов организовывать самостоятельную и коллективную научно-исследовательскую работу, разрабатывать планы и программы проведения научных исследований и технических разработок, разрабатывать задания для исполнителей (ПК-14);

  • готов к поиску, обработке, анализу и систематизации научно-технической информации по теме исследования, выбору методик и средств решения задачи (ПК-15).

  • способен использовать современные приборы и методики, организовывать проведение экспериментов и испытаний, проводить их обработку и анализировать их результаты (ПК-16).

  • способен и готов к созданию новых экспериментальных установок для проведения лабораторных практикумов (ПК-22);

  • готов к разработке учебно-методической документации для проведения учебного процесса (ПК-23).


В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

  • основные направления альтернативной энергетики;

  • классификацию альтернативных источников энергии;

  • факторы экономической и экологической эффективности различных способов энергопроизводства;

  • теоретические основы и направления практического использования химических, физико-химических и физических методов, применяемых в технологии получения топлив и энергии,

  • методы приготовления катализаторов, которые используются в технологии получения моторных топлив,

  • физико-химические и эксплуатационные характеристики традиционных и альтернативных топлив.

Уметь:

  • работать на лабораторных установках проточного и импульсного типа;

  • анализировать и оценивать полученную информацию,

  • выбирать метод для решения конкретной практической задачи, а также получить навыки практической работы при знакомстве с современными методами анализа, используемыми в технологии моторных топлив,

  • рассчитывать каталитическую активность,

  • рассчитывать селективность реакций;

  • пользоваться микрошприцем;

  • пользоваться программой статистической обработки данных;

  • анализировать и рассчитывать хроматограммы;

Владеть

  • навыками работы с информацией в глобальных компьютерных сетях, систематизировать и анализировать полученную информацию,

  • навыками работы с программным обеспечением Office 2010 (Word 2010, Excel 2010, PowerPoint 2010) для представления результатов своей работы в виде мультимедийной презентации.

  • навыками физико-химического анализа и опытом осуществления основных технологических процессов на лабораторных установках, для выполнения научно-исследовательских и практических работ;

  • способностью использовать знание свойств химических элементов, соединений и материалов на их основе для решения задач профессиональной деятельности.

На данном этапе обучения студент должен уметь логически мыслить, проводить параллельные взаимосвязи, распространять полученные знания и навыки на производственный процесс, а также владеть навыками физико-химического анализа и опытом осуществления основных технологических процессов на лабораторных установках, для выполнения научно-исследовательских и практических работ. Полученные в результате изучения данной дисциплины знания и навыки найдут применение в ходе изучения дисциплин «Оптимизация процессов нефтепереработки», «Технология переработки твердых горючих ископаемых», «Проблемы энерго- и ресурсосбережения в химической технологии» и подготовки выпускной квалификационной работы.

4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 252 часа, 7 зачетных единиц.




п/п

Раздел дисциплины

Семестр

Неделя семестра

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

Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)

Формы промежуточной аттестации (по семестрам)

лекции

Сем.

з.

лаб.

Раб.

Срс

1.

Альтернативная энергетика и тенденции ее развития в России и за рубежом. Глобальное энергопроизводство.

10

1,2

1

-

6

18

-

2.

Общая классификация энергоисточников

10

3,4

1

-

6

18

-

3.

Факторы экономической и экологической эффективности различных способов энергопроизводства

10

5,6

2

-

6

18

-

4.

Топливная промышленность на рубеже перемен. Автомобильные топлива (ресурсы, потребности и возможности их удовлетворения).

10

7,8

2

-

6

18

-

5.

Альтернативные топлива: достоинства и недостатки. Проблемы применения.

10

9,10

2

-

8

21

отчет

6.

Стратегия рационального использования природного газа. Развитие производства углеводородов по Фишеру-Тропшу

10

11,12

2

-

6

18

-

7.

Нетрадиционные пути получения моторных топлив.

10

13,14

2

-

8

20

отчет

8.

Моторные топлива из ненефтяного сырья.

10

15,16

1

-

8

20

отчет

9

Экологически чистое топливо из биомассы.

10

17,18

1

-

6

18




Итого часов:







14




60

169

Зачет

9

Итого:

252



  1. Предмет и задачи курса.

Альтернативная энергетика и тенденции её развития за рубежом

В связи с истощением мировых запасов углеводородов и усилением техногенного воздействия на окружающую среду альтернативная энергетика (АлЭ) становится одним из приоритетных направле­ний в глобальной энергетической политике.

АлЭ является наиболее ёмким собирательным термином для различных способов производства и использования энергии, которые замещают в текущий момент (либо в перспективе) менее эффективные способы энергетического.использования природных источников. Повышенная эффективность подраз­умевается как по одному, так и по группе параметров (большая экономичность, нанесение наименьшего ущерба окружающей среде, меньшая ресурсозатратность и т.д.).

Главной составляющей АлЭ является энергетика на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ). К ВИЭ относят:

  • сезонно воспроизводимую биомассу растений и животных (биоэнергетика);

  • энергопотенциал падающих солнечных лучей (солнечная энергетика);

  • энергопотенциал водяных потоков (гидроэнергетика);

  • энергопотенциал движущихся воздушных масс (ветроэнергетика).

Кроме того, в понятие АлЭ включают более прогрессивные способы энергетического использо­вания, либо конверсию традиционных топлив в более энергоёмкие и технологичные в применении. Главные среди них:

  • газификация твёрдых топлив с последующей выработкой энергии из газового теплоносителя путём сжигания;

  • ожижение твёрдых топлив через газификацию;

  • получение жидких топлив из природных газов;

  • прямое ожижение твёрдых топлив;

  • псевдоожижение твёрдых топлив;

  • ресурсо- и энергосберегающие технологии.

  • При этом выделяются в особые направления:

  • получение и применение водорода (водородная энергетика);

  • производство альтернативных моторных топлив (этанол, биодизель, и др.).

Альтернативная энергетика вместе с ядерной рассматривается как одна из главных перспектив исключения планетарного энергетического кризиса и одновременного уменьшения глобального не­гативного воздействия на окружающую среду.

2. Альтернативная энергетика и глобальное энергопроизводство

2.1. Общая классификация энергоисточников

Все источники энергии подразделяются на первичные (природные) источники и на вторичные (энергоносители). Вторичные энергоносители - производятся из первичных источников механиче­ским, физическим, термическим, химическим способом, либо их комбинацией. Они являются бо­лее энергоёмкими (на единицу веса или объёма), технологичнее в применении, хранении и транс­портировке, имеют, как правило, улучшенные экологические характеристики при использовании. В то же время важно заметить, что на производство вторичных источников необходимо затрачивать энергию либо от перерабатываемого первичного источника, либо от сторонних источников. Её ве­личина находится обычно в пределах от 10 до 40% теоретического энергопотенциала первичного источника. Т.е. при большем удельном энергопотенциале вторичного источника его интегральный энергопотенциал всегда будет меньше (из-за энергопотерь) чем энергопотенциал первичного ис­точника, либо его сумма с затраченной на производство энергии.

1. Внешнепланетарные:

  • прямая энергия падающих лучей Солнца;

  • солнечная энергия, трансформированная в механическую энергию водяных и воздушныхпотоков;

  • солнечная энергия, трансформированная в химический потенциал биопродуцентных веществ;

  • солнечная энергия, накопленная в произросшей ранее биомассой (угольные и углеводородныеполезные ископаемые);

  • кинетическая энергия вращения Земли, трансформируемая за счёт гравитационного взаимодействия с Луной в приливы-отливы.

2. Земные:

  • энергия тепла Земли вследствие процессов, происходящих в её глубинах;

  • энергия вращения Земли, преобразованная в ветровые потоки вблизи экваториальной зоны;

  • синтезированные внутри Земли и накапливаемые в земной коре углеводороды небиологического
    происхождения;

  • энергия ядерного и термоядерного топлива.

2.2. Энергия солнца и ее прямое использование

Падающая на поверхность Земли на границе с атмосферой полная энергия Солнца, составляет 2,5 млрд Гкал/мин. Удельная солнечная энергия составляет при этом 20 ккал/(м2хмин). В спектре солнечного света приходится:

  • 45% энергии - на инфракрасную, преимущественно, коротковолновую область;

  • 48% - на видимую;

  • 7% - на ультрафиолетовую.

Часть падающей энергии отражается атмосферой, часть поглощается ей и трансформируется в излучение другой длины волны, рассеиваясь во все стороны (в космическое пространство и на Землю). Поглощение света с разными длинами волн обусловлено в земной атмосфере сле­дующими веществами:

  • углекислым газом и метаном (инфракрасное длинноволновое излучение);

  • озоном (ультрафиолетовое);

  • парами воды, пылью (весь спектр); кислородом (в небольшом количестве).

3. Факторы экономической и экологической эффективности различных способов энергопроизводства

3.1. Экономика

На сегодня самым эффективным по совокупности параметров: экологичность-энергоэффективность-удобство транспортировки и использования был и остаётся природный газ. За ним следуют нефтепродукты. Другой серьёзной альтернативы углеводородам, помимо атомной энергетики, пока, к сожалению, нет. Энергетику на возобновляемых источниках на данном этапе её развития можно назвать «энергетикой рачительных хозяев», использующих то, что всё равно «про­падает задаром». Перспектива выдвижения альтернативной энергетики на лидирующую позицию определяется не только технологиями, но и экономическими и экологическими показателями. Их необходимо правильно и корректно отражать и учитывать.

При экономической оценке того или иного уже работающего производства энергии её стоимость определяется автоматически, исходя из совокупности затрат. Они включают в себя стоимостные показатели на следующих этапах (участках):

  • добыча (получение) первичного источника (сырья);

  • процессы переработки сырья в квалифицированное топливо;

  • транспортировки на различных стадиях процесса;

  • получение конечного потребляемого вида энергии;

  • доставки энергии потребителю;

  • выплата налогов и обязательных платежей.

3.2. Экология

При оценке «экологичности» какого-то способа производства энергии необходимо корректно предоставлять информацию о нём, причём на каждом этапе цепочки производства энергии, а не только для энергогенерирующей установки:

  1. указывать конкретный механизм (причину - следствие) вредного воздействия;

  2. идентифицировать объекты (субъекты) подвергающиеся воздействию (люди, животные, растения, размер групп, площади воздействия и т.д.);

  3. отражать степень интегрального и локального воздействия:

  • на воздушный бассейн в целом;

  • на атмосферу над конкретным регионом;

  • на определённые территории суши, местный водоём, реку, море, океан и т.д.

3.3. Влияние состава топлив на экономику и экологию

  1. Альтернативная энергетика в России.

Говоря о международном сотрудничестве в развитии альтернативной энергетики необходимо чётко идентифицировать сферы взаимных интересов. Всеми сторонами отмечается, что междуна­родное сотрудничество по альтернативной энергетике крайне выгодно как России, так и её зару­бежных партнёров. Здесь можно указать следующие основные мотивы взаимных интересов:

1. Выполнение Киотского протокола необходимо для всех стран-подписантов и для России в том числе; невозможно одностороннее решение глобальных природоохранных проблем.

  1. Чем больше Россия сожжёт «топливного мусора» на собственные нужды, тем выше будут её экспортные возможности по пока имеющемуся кондиционному топливу (нефти и газу). При возрастании объёмов поставок этих топлив возрастёт общий доход России, а покупатели мо­гут рассчитывать при этом на более низкие экспортные цены.

  2. Россия с большими незадействованными пахотными площадями (около трети), слабо исполь­зуемыми лесными массивами, крупнейшими в мире запасами торфа имеет большой экспортный ресурс поставок биотоплива. Для этого необходимо развить соответствующий внутренний рынок, техническую базу и транспортную сеть в России, и это будет выгодно всем сторонам.

  3. Научный потенциал России велик, её научные школы признаны во всём мире, продолжаю­щиеся процессы конверсии оборонных производств высвобождают всё больше квалифици­рованных специалистов, в том числе для важнейших энергетических отраслей. Выполнение научно-технологических разработок на существующем в России оборудовании привлекатель­но для Запада относительно меньшей стоимостью, а для России созданием новых оплачивае­мых рабочих мест. Всем при этом взаимовыгодны как научные контакты, так и обмен опытом внедрения разработок.

В силу указанных причин многие страны выражают готовность в разностороннем сотрудничестве с Россией по альтернативной энергетике.

  1. Топливная промышленность на рубеже перемен. Автомобильные топлива (ресурсы, потребности и возможности их удовлетворения). Прогноз потребности в автомобильном топливе.

  2. Альтернативные топлива: достоинства и недостатки. Проблемы применения. Экологические показатели качества автомобильных бензинов, дизельных топлив. Предельно допустимые выбросы двигателей легковых автомобилей. Физико-химические и эксплуатационные характеристики традиционных и альтернативных топлив. Газообразное топливо. Сжатый природный газ. Сжиженный нефтяной газ. Спирты (метанол, этанол). Простые эфиры (диметиловый, диэтиловый). Биодизельное топливо.

  3. Стратегия рационального использования природного газа. Развитие производства углеводородов по Фишеру-Тропшу. Историческая справка. Общие сведения о синтезе Фишера-Тропша. Физико-химические особенности процесса Фишера-Тропша. Катализаторы Синтеза Фишера-Тропша. Выбор активного металла. Максимальная энергия связи молекул Н2 и СО с поверхностью переходных металлов 4 периода. Влияние на синтез состава катализатора и способа его приготовления. Технологии приготовления катализаторов. Механизмы процесса Фишера-Тропша. Синтез из СО и Н2 на железных и кобальтовых катализаторах. Современные технологии синтеза Фишера-Тропша. Реакторы для синтеза Фишера-Тропша.

8. Нетрадиционные пути получения моторных топлив. Технолгия БИМТ (Боресков Институт Моторные Топлива) - одностадийная переработка средних нефтяных дистиллятов и газовых конденсатов. Данная технология позволяет получать высокооктановые бензины, зимнее дизельное топливо и сжиженный газ С3 – С4. Схема переработки нефти по технологии БИМТ. Характеристика сырья, использованного в испытаниях технологии БИМТ. Характеристика продуктов, образующихся по технологии БИМТ С получением бензинов типа Аи-80, Аи-93.

9. Моторные топлива из ненефтяного сырья. Альтернативные виды моторных топлив: Синтетический бензин. Спиртовые топлива. Оксигенаты как добавка к нефтяным топливам. Биодизельное топливо. Электроэнергия как источник работы двигателя. Водород как альтернативное моторное топливо. Автомобили на топливных элементах.
5. Образовательные технологии

При освоении дисциплины используются следующие образовательные технологии:

- курс лекций сопровождается мультимедийными материалами (в программе Power Piont);

- подготовлен инновационный учебный материал для практических и лабораторных занятий в формате видеороликов и интерактивных моделей; проведения вычислений, с помощью программы статистической обработки данных;

- лабораторные занятия предполагается осуществлять в форме деловых игр, с обсуждением различных вариантов осуществления поставленных задач, по тематике лабораторные работы будут привязаны к темам самостоятельной работы и позволят контролировать уровень самостоятельной подготовки студентов.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Виды самостоятельной работы:

  • Составление опорных конспектов, различных видов таблиц (концептуальных, сравнительных), поиск информации в сети Интернет.

  • Разработка проектов (индивидуальных, групповых).

  • Изучение дополнительной литературы.

Система контроля самостоятельной работы включает:

  • контрольные срезы;

  • подготовку и защиту рефератов;

  • решение практических проблемных ситуаций;

  • тестовые задания;

  • деловая игра;

  • экзамен.



Перечень лабораторных работ

  1. Пиролиз растительной биомассы

  2. Полукоксование древесного угля

  3. Определение зольности твердых горючих ископаемых

  4. Анализ жидких продуктов пиролиза биомассы

  5. Анализ газообразных продуктов пиролиза твердых горючих ископаемых и отходов растительного происхождения

  6. Коксование твердых бытовых отходов

  7. Синтез Фишера Тропша

  8. Получение бензиновой фракции из коксовой смолы

  9. Приготовление катализатора для синтеза Фишера Тропша


Темы рефератов

  1. Состояния и перспективы развития ядерной энергетики в России.

  2. Состояния и перспективы развития ядерной энергетики в мире.

  3. Состояния и перспективы развития ветровой энергетики в России.

  4. Состояния и перспективы развития ветровой энергетики в мире.

  5. Состояния и перспективы развития солнечной энергии (прямое использование энергии).

  6. Состояния и перспективы развития солнечной энергии (непрямое использование энергии).

  7. Состояния и перспективы развития традиционной энергетики на органическом топливе.

  8. Состояния и перспективы развития лунной энергетики (приливы-отливы, волны, течения).

  9. Гидроэнергетика в России.

  10. Гидроэнергетика в мире.

  11. Экологические проблемы энергетики.

  12. Проблемы аккумулирования (запасания) энергии.

  13. Биомасса как возобновляемый источник энергии.

  14. Водородная энергетика.

  15. Калорийность пищи и внутренняя энергия человека.

  16. Солнечные коллекторы.

  17. Фотоэлементы – преобразователи солнечной энергии.

  18. Проблемы производства и потребления энергии.

  19. Проблемы транспортировки энергии и энергоносителей.

  20. Проблемы энергосбережения.

  21. Энергетический менеджмент.

  22. Энергетический аудит предприятия.

  23. Получение энергии путем ядерного деления.

  24. Получение энергии путем термоядерного синтеза (энергия звезд).

  25. Проблемы создания водородной бомбы.

  26. Проблемы развития ядерного вооружения.

  27. Энергетические проблемы России.

  28. Энергетические проблемы г. Саратова.

  29. Энергетические проблемы Саратовской области.

  30. Ветряные двигатели.

  31. «Водородное дерево».

  32. Энергетика и нанотехнология.

  33. Обобщенные факторы и проблемы обеспечения энергетической безопасности страны.

  34. Попутные газы и их применение в энергетике.

  35. Новые предложения по решению энергетических проблем общества.

  36. Проблема повышения КПД солнечных элементов.

  37. Сравнительный анализ теплотворной способности известных видов твердого, жидкого и газообразного топлива (табл., выводы).

  38. Новые решения в области создания комбинированного твердого топлива.

  39. Проблемы переработки твердых нефтесодержащих шламов в топливо.

  40. Биомасса как возобновляемый источник энергии.

  41. Экологические проблемы ядерной энергетики.

  42. Анализ развития различных видов традиционной и нетрадиционной энергетики в период 2006 – 2025 г.г.

  43. Проблемы общества на стадии потребления энергии.

  44. «Парниковый эффект» и способы снижения его негативного воздействия.

  45. Озоновый слой Земли. Проблемы химического равновесия в озоновом слое.

  46. Роль углерод – азот - кислородного цикла (протон-протонной реакции) в ядерной энергетике.

  47. Основы и проблемы термоядерного синтеза.

  48. Урановый и ториевый цикл. Проблемы и перспективы.

  49. Анализ причин отражения солнечных лучей от поверхности Земли и проблем увеличения энергии солнечного излучения.

  50. Проблемы использования человеком энергии вулканов.

  51. Проблемы применения энергетических установок, основанных на получении термоэлектрической энергии за счет разности температур теплоисточника и теплоприемника.

  52. Проблемы получения синтетической нефти из элементов.

  53. Энергетические и экологические проблемы применения горючих сланцев Поволжья.

  54. Проблемы общества по использованию тепла недр Земли.

  55. Проблемы применения иловых осадков городских коммунальных сточных вод (ОСВ) в энергетике (на примере утилизации осадка в г. Санкт-Петербурге).

  56. Проблемы применения твердых бытовых отходов (ТБО) в производстве энергии.

  57. Углеродные энергоносители.

  58. Энергетические и экологические проблемы, связанные с эффективностью процесса аэрации при сжигании углеводородного топлива.

  59. Энергосберегающие технологии.

  60. Теплоизоляционные материалы энергосбережения.

  61. Проблемы влажности и зольности органического и органоминерального топлива в традиционной энергетике.

  62. Электрохимическая энергетика: традиционные и новые направления.

  63. Принципиально новые энергоисточники и проблемы их применения обществом.

  64. Дизельное топливо. Цетановое число.

  65. Авиационное топливо.

  66. Топливо для 4-х тактных двигателей внутреннего сгорания. Октановое число.

  67. Ракетное топливо и проблемы его использования в энергетике.

  68. Теплые и холодные океанические течения на службе общества.

  69. Экологические последствия применения ядерного оружия.

  70. Исследование возможности концентрации энергии СВЧ – излучения звезд земными приёмниками.

  71. Антрацит как самый эффективный твердый природный энергоноситель.

  72. Доменный и генераторный газ в энергетике промышленных предприятий.

  73. Энергетические и экологические проблемы добычи и переработки нефти.

  74. Взаимосвязь уровня жизни потребления и сбережения энергии в различных странах мира.

  75. Основные тенденции развития мировой энергетики в ближайшие 50 лет.

  76. Солнечные коллекторы. Перспективы развития.

  77. Биофотолиз в энергетике.

  78. Пути повышения КПД в различных видах энергетики.

  79. Топливные элементы. Проблемы применения в энергетике.

  80. Проблемы общества в освоении энергетики звезд главной последовательности (рождение, спокойная фаза генерирования энергии, взрыв и анигиляция).

  81. Вторичные энергоресурсы и проблемы их использования.

  82. Калориметрический и термогравиметрический способы определения основных характеристик (W, Z, QH. QB) твердого топлива.


Учебный материал, вынесенный на самостоятельную работу студентов

Самостоятельная работа - 169 часов

Тема 1. Виды топлива. Месторождения и запасы топлива. Ресурсы и тенденция изменения мировых запасов нефти, газа, твердых углеродных материалов.

Тема 2. Синтез углеводородов. Синтезы на основе оксида углерода и водорода. Катализаторы и требования, предъявляемые к ним. Сравнительные характеристики процессов синтеза Фишера-Тропша в реакторах.

Тема 3. Синтез метанола. Динамика мировой потребности в метаноле. Схема синтеза метанола по способу «Лурги». Синтез бензина и высокооктановых добавок к нему из метанола.

Тема 4. Перспективы получения высокооктановых бензинов. Ароматические углеводороды, алкилбензин, эфиры и спирты.

Тема 5. Основные методы производства водорода (термокаталитические, химические). Очистка и концентрирование водорода.

Тема 6. Экономия энергии и оптимизация системы «топливо-автомобиль».

Тема 7. Азотоводородные соединения в качестве перспективного автомобильного топлива.

Тема 8. Определение КПД использования автомобильного топлива.

Тема 9. Производство и свойства моторного топлива, полученного из сланцевой смолы.

Тема 10. Уголь как источник автомобильного топлива. Производство и свойства моторного топлива, полученного из горючих сланцев.

Тема 11. Влияние ядерной энергии на топливо для транспорта.

Тема 12. Характеристики обычных топлив, полученных из ненефтяных источников.

Тема 13. Использование новых методов анализа для исследования характеристик новых видов топлива и отработавших газов.

Тема 14. Мощность двигателя и характеристика отработавших газов при эксплуатации автомобилей на метаноле.

Повторение пройденного материала.
Задачи

1. Ветроэнергетика. Мощность ветроэнергетических установок

  1. Определить вертикальный профиль ветра, если известно, что на высоте h, м, скорость ветра составила v, м/с.

  2. Определить диаметр ветроколеса, необходимый для ветроустановок мощностью 10, 25, 50, 100, 250, 500, 1000, 2000, 3000, 4000 кВт при скорости ветра v =12 м/с; коэффициенте использования энергии ветра ^ = 0,3; плотность воздуха принять равной р = 1,2 кг/м3.

  3. На какой высоте целесообразно размещать ветродвигатели, если известно, что на высоте h = 1,5 м скорость ветра составила v = 5 м/с. Потребность в энергии составляет 100 кВт. Сколько потребуется установок, если диаметр ветроколеса равен D, м.

  4. На острове Фейр в Северном море проживают 70 человек. Там трудности с углем, нефтью, бензином - все нужно завозить. Однако, на острове постоянно дуют ветра со средней скоростью 8 м/с. Определите число и мощность ветроустановок, которые могут обеспечить энергией данный населенный пункт. Структура энергопотребления следующая: освещение, бытовые приборы - 3 кВт; отопительные установки, электроплиты - 35 кВт; теплицы - 7 кВт; зарядка электромобилей - 5 кВт. Диаметр ветроколеса D, м.

  5. В нижнесаксонской деревне Бимольтен, на высоте 98 метров, установлены 14 ветротурбин. Определить их установленную мощность, если их диаметр составляет 10 м. Известно, что на высоте h = 2 м скорость ветра v = 6,8 м/с.

2. Энергия солнца. Солнечные коллекторы

  1. Имеется плоский пластинчатый нагреватель с размерами 2 х 0,8 м2. Сопротивление теплопотерям составляет Rn = 0,13 м К/Вт;

температура приемной поверхности коллектора Тп увеличивается на

20°С; температура окружающего воздуха Тос= 22 °С; коэффициент

пропускания солнечного излучения прозрачным покрытием тпов = 0,9 для

одинарного стеклянного покрытия; коэффициент поглощения приемной

поверхностью коллектора солнечного излучения а = 0,9 для одинарного

стеклянного покрытия, облученность поверхности солнечного

коллектора I = 750 Вт/м2; начальная температура воды Тн = 20 °С; р -

плотность воды, равная 1000 кг/м ; с - теплоемкость воды, равная 4200

Дж/кгК. Определить требуемый объемный расход воды L, м /с, для

обеспечения условия повышения температуры воды на выходе из

коллектора на 10 °С.

  1. Постройте зависимость расхода воды 1). от площади коллектора по условиям задачи 2.1. А = 2; 3; 6; 10; 20; 40; 100; 200 м , 2). от температуры входящей жидкости Тн = 12; 15; 18; 20; 24 °С, 3). от температуры окружающего воздуха Тос= 20; 24; 28; 32; 36 °С, 4). от температуры выходящей жидкости Тк = 30; 35; 40; 45 °С, 5). от температуры поверхности коллектора Тп = 40; 45; 50; 55; 60 °С.

  2. Постройте зависимость температуры воды на выходе 1). от площади коллектора по условиям задачи 2.1. А = 2; 3; 6; 10; 20; 40; 100; 200 м2, 2). от температуры входящей жидкости Тн = 12; 15; 18; 20; 24 °С, 3). от температуры окружающего воздуха Тос= 20; 24; 28; 32; 36 °С, 4).от расхода воды G = 10; 15; 20; 25; 30; 35 10 кг/с, 5). от температуры поверхности коллектора Тп = 40; 45; 50; 55; 60 °С, 6). от интенсивности солнечной радиации I = 450; 500; 600; 700; 800; 900 Вт/м2.

3. Энергия океана. 3.1.Энергия волн

  1. Найдите мощность волн, если известно, что период составляет 6 с, амплитуда равна 2 м.

  2. Какой будет радиус круговой орбиты, если известно, что амплитуда составляет а, м, период Т = 10 с, положение частицы z = - 3; - 2; - 1; 0; 1; 2; 3 м. Построить график зависимости радиуса круговой орбиты r от положения частицы z и диаграмму.

3. 2. Энергия приливов. Усиление приливов

  1. Определить скорость распространения приливной волны, если озвестно, что глубина моря составляет 100м.

  2. Постройте зависимость скорости распространения приливной волны с, м/с, от глубины моря h = 100; 200; 300; 400; 500; 800; 1000 м.

  3. Установите, следует ли ожидать резонанса в заливе, если его протяженность составляет L =1,5 км, длина приливной волны X = 2000м, глубина h = 200 м

3.3. Тепловая энергия океана. ОТЭС

  1. Определить расход воды L, м3/с, для разности температур AT, К, чтобы получить от идеальной тепловой машины мощность 1 МВт при Тг = 300 К.

  2. Определить механическую мощность преобразователя тепловой энергии океана, если известно, что температура поверхностных слоев воды tг = 27 °С, глубинных слоев - tx = 15 °С, расход воды составил G = 1 т/час.

  3. Определить максимально возможную мощность, которую можно получить в системе ОТЭС при tг = 30°С, tx = 11 °С, G = 5 т/час.



Вопросы к курсу

  1. Альтернативная энергетика и тенденции её развития за рубежом

  2. Альтернативная энергетика и глобальное энергопроизводство

  3. Общая классификация энергоисточников

  4. Факторы экономической и экологической эффективности различных способов энергопроизводства

  5. Состояние и перспективы использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии

  6. Запасы и динамика потребления энергоресурсов, политика России в области нетрадиционных и возобновляемых источников энергии

  7. Основные объекты нетрадиционной энергетики России.

  8. Использование биотоплива для энергетических целей

  9. Производство биомассы для энергетических целей

  10. Пиролиз (сухая перегонка)

  11. Термохимические процессы

  12. Спиртовая ферментация (брожение)

  13. Методы получения спирта

  14. Использование этанола в качестве топлива

  15. Экологические проблемы использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии

  16. Топливная промышленность на рубеже перемен.

  17. Автомобильные топлива (ресурсы, потребности и возможности их удовлетворения).

  18. Прогноз потребности в автомобильном топливе.

  19. Уголь как источник автомобильного топлива.

  20. Производство и свойства моторного топлива, полученного из угля и сапропелитов Сибири.

  21. Альтернативные виды моторных топлив и перспективы их использования в России.

  22. Экологические показатели качества автомобильных бензинов, дизельных топлив. Предельно допустимые выбросы двигателей легковых автомобилей.

  23. Альтернативные топлива: достоинства и недостатки. Проблемы применения.

  24. Физико-химические и эксплуатационные характеристики традиционных и альтернативных топлив.

  25. Газообразное топливо. Сжатый природный газ. Сжиженный нефтяной газ.

  26. Физико-химические и эксплуатационные характеристики традиционных и альтернативных топлив.

  27. Биодизельное топливо.

  28. Стратегия рационального использования природного газа.

  29. Физико-химические и эксплуатационные характеристики традиционных и альтернативных топлив. Спирты (метанол, этанол).

  30. Физико-химические и эксплуатационные характеристики традиционных и альтернативных топлив. Простые эфиры (диметиловый, диэтиловый).

  31. Синтез метанола. Динамика мировой потребности в метаноле. Синтез бензина и высокооктановых добавок к нему из метанола.

  32. Виды топлива. Месторождения и запасы топлива. Ресурсы и тенденция изменения мировых запасов нефти, газа, твердых углеродных материалов.

  33. Водород как альтернативное моторное топливо. Автомобили на топливных элементах.

  34. Моторные топлива из ненефтяного сырья. Альтернативные виды моторных топлив: синтетический бензин, спиртовые топлива.

  35. Оксигенаты как добавка к нефтяным топливам.

  36. Электроэнергия как источник работы двигателя.

  37. Влияние ядерной энергии на топливо для транспорта.

  38. Нетрадиционные пути получения моторных топлив. Технолгия БИМТ (Боресков Институт Моторные Топлива). Характеристика продуктов, образующихся по технологии БИМТ.

  39. Производство и свойства моторного топлива, полученного из сланцевой смолы.

  40. Уголь как источник автомобильного топлива. Производство и свойства моторного топлива, полученного из горючих сланцев.

  41. Развитие производства углеводородов по Фишеру-Тропшу. Историческая справка.

  42. Общие сведения о синтезе Фишера-Тропша. Реакции СФТ. Распределение Андерсона-Шульца-Флори. Показатель распределения.

  43. Физико-химические особенности процесса Фишера-Тропша. Массоперенос на границе раздела фаз газ/жидкость. Внутридиффузионные затруднения и их влияние на производительность процесса. Влияние паров воды на каталитическую активность.

  44. Физико-химические особенности процесса Фишера-Тропша. Требования к организации каталитического слоя в реакторе. Влияние температуры слоя катализатора на селективность синтеза. Скорость процесса.

  45. Катализаторы синтеза Фишера-Тропша. Выбор активного металла.

  46. Влияние на синтез состава катализатора и способа его приготовления. Технологии приготовления катализаторов.

  47. Синтез из СО и Н2 на железных и кобальтовых катализаторах.

  48. Современные технологии синтеза Фишера-Тропша.

  49. Общие требования к реакторам синтеза Фишера-Тропша.

  50. Устройство сларри-реактора для СФТ. Достоинства и недостатки.

  51. Устройство реакторов с псевдоожиженным слоем катализатора для СФТ. Достоинства и недостатки.

  52. Устройство трубчатого реактора для СФТ. Достоинства и недостатки.


7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Альтернативная энергетика»
  1   2

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр» iconРабочая программа дисциплины Альтернативная энергетика Направление...
Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов
Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр» iconПрограмма учебной дисциплины «история развития нефтяного и нефтегзового дела»
Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов” в рамках направления 240400 «Химическая технология» первого...
Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр» iconРабочая учебная программа дисциплины социология направление подготовки...
Формировать у студентов представление о социологии как науке, социальных явлениях и процессах, их динамике в обществе, социальной...
Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр» iconРабочая программа дисциплины общая химическая технология Направление...
В курсе «Общая химическая технология» рассматриваются химические производства как химико-технологические системы. Основной целью...
Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр» iconУчебно-методический комплекс дисциплины «Химические технологии композиционных материалов»
Специальность — 240403. 65 Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов
Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр» iconУчебно-методический комплекс дисциплины «Психология и педагогика»
Специальность 240403. 65 Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов
Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр» iconУчебно-методический комплекс дисциплины по дисциплине «политология»
Специальность 240403. 65 Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов
Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр» iconУчебно-методический комплекс дисциплины «Основы научных исследований и проектирования»
Специальность 240403. 65 Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов
Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр» iconУчебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры...
Специальность – 250403. 65 Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов
Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр» iconРабочая учебная программа дисциплины
Химическая технология неорганических веществ; Химическая технология материалов и изделий электроники и наноэлектроники; Химическая...
Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр» iconМетодические указания для самостоятельсной работы студентов по социологии направление подготовки
Направление подготовки 240700. 62 «Биотехнология», 240100. 62 «Химическая технология», квалификация бакалавр
Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр» iconРабочая учебная программа дисциплины
Профиль подготовки Химическая технология материалов и изделий электроники и наноэлектроники
Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр» iconРабочая учебная программа дисциплины Практические технологии отрасли,...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр» iconРабоч ая учебная программа дисциплины Материаловедение
Профиль подготовки Химическая технология материалов и изделий электроники и наноэлектроники
Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр» icon«философия»
Профиль подготовки Химическая технология материалов и изделий электроники и наноэлектроники
Рабочая программа дисциплины Альтернативные моторные топлива Направление подготовки 240100 Химическая технология Профиль подготовки Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов Квалификация (степень) выпускника «Магистр» icon«Методы экспериментальных исследований в текстильной химии»
Рабочая учебная программа составлена на основании стандарта подготовки магистров по направлению подготовки 240100 «Химическая технология...


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск