Министерство образования и науки российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА»

Факультет "Механической и химической технологии древесины"

Кафедра "Процессы и аппараты деревообрабатывающих производств"

УТВЕРЖДАЮ

впамгу;

15*ктор Ф Г Б О У т.САШГ

ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В

АСПИРАНТУРУ

Дисциплина: "Тепловые и массообменные процессы в деревопереработке" Кафедра "Процессы и аппараты деревообрабатывающих производств" ведет подготовку в аспирантуре по специальности научных работников 05.21.05 "Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки' 2012 г.

Программа для подготовки к сдаче конкурсного вступительного экзамена в аспирантуру по специальной дисциплине по кафедре «Процессы и аппараты деревообрабатывающих производств» составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования - ФГОС ВПО ( специалитет и магистратура), а также Положения о подготовке научно-педагогических кадров в системе послевузовского профессионального образования в Российской Федерации, утвержденного приказом Министерства общего и профессионального образования РФ от 27 марта 1998 г. № 814 (п. 40).

Программа вступительного экзамена утверждена Ученым Советом МГУЛеса :

протокол № 630/73 от 26 октября 2012 года.

Программа рассмотрена и одобрена научно-методической комиссией Управления по подготовке научно - педагогических кадров:

протокол № 4 - 57/113 нмк от 26 сентября 2012 года.

Председатель, проректор по научной работе проф., д.т-н. Запруднов В.И.

СОГЛАСОВАНО:

Нач. Управления по подготовке научно - педагогических кадров доц., к.т.н. Якушина И.М.

Декан факультета /^A^^i^-y проф., д.т.н. Амалицкий В.В.

Сведения о разработчиках Программа вступительного экзамена разработана и одобрена на заседании кафедры «Процессы и аппараты деревообрабатывающих производств».

Протокол № 209 от 28 июня 2012 года Зав. кафедрой //^Xf доц., к.т.н. Сапожников И.В.

^ /j^t-^ Разработчик доц., к.т.н. Сапожников И.В.

Требования к поступающим в аспирантуру:

• наличие высшего образования (диплом магистра или специалиста, по профильному направлению);

• наличие задела по научной работе (научные публикации или реферат по теме диссертационной работы).

Основная цель экзамена - определить у будущего аспиранта уровень формирования способности осуществлять профессиональную коммуникацию и готовность к межкультурному, научному общению.

Программа нацелена на выявление готовности специалиста заниматься подготовкой в системе послевузовского профессионального образования в соответствии с профессиональным стандартом и возможностью повышения уровня образования, научной и педагогической квалификации. Будущий аспирант должен продемонстрировать накопленные умения и навыки.

Общие профессиональные компетенции поступающих в аспирантуру в соответствии с уровнем высшего профессионального образования:

• способность демонстрировать и применять полученные знания по профильному направлению;

• владение приёмами и методами дискуссии и коммуникативной деятельности в условиях профессионального сообщества;

• способность участвовать в коллективном научном исследовании;

• способность к самоорганизации;

• умение профессионально излагать полученные знания профильного направления;

• владение культурой и логикой научного общения;

• способность модифицировать и адаптировать полученные в вузе знания к выбранной профессиональной научной деятельности.

СОДЕРЖАНИЕ

вступительного экзамена в аспирантуру по кафедре "Процессы и аппараты деревообрабатывающих производств" Тема 1: Технологические процессы механохимической переработки Современное состояние отраслей промышленности, связанных с механической и химической переработкой древесины. Основные направления и перспективы развития. Классификация основных процессов механохимической технологии переработки древесины. Гидромеханические, тепловые, массообменные, механические и химические процессы. Основные характеристики процессов. Статика и кинетика технологического процесса.

Тема 2: Физико-механические свойства и характеристики сред.

Плотность, неразрывность, сжимаемость, теплоёмкость, теплопроводность. Твердые тела: жёсткость, эластичность, прочность. Жидкие и газообразные среды: вязкость, текучесть. Парциальные характеристики растворов и смесей. Уравнения состояния. Параметры влажного воздуха и газов. Диаграмма состояния влажного воздуха и топочных газов. Правило фаз Гиббса. Условия равновесия фаз. Формы связи влаги с материалами. Точка насыщения волокна в древесине. Изотермы сорбции капиллярно-пористых и коллоидных тел. Гистерезис сорбции.

Тема 3: Законы сохранения и переноса.

Законы сохранения массы, импульса, энергии. Явление переноса в сплошных средах. Способы передачи тепла: молекулярный и молярный перенос, лучеиспускание. Напряжения в твёрдых телах и вязких жидкостях.

Закон Фурье. Закон Фика. Дифференциальные уравнения переноса. Уравнение неразрывности. Уравнение переноса массы. Уравнение диффузии. Уравнение Навье - Стокса, его физический смысл. Уравнение переноса энергии Фурье Кирхгофа для жидких и конденсированных сред. Условия однозначности для процессов тепло - и массопереноса. Классификация граничных условий.

Начальные условия и уравнения связи. Условия сопряжения решений на границе раздела двух сред.

Тема 4: Тепломассоперенос в капиллярно - пористых материалах Структурные характеристики коллоидных капиллярно - пористых материалов: объемная, поверхностная и эффективная пористость, распределение пор по размерам, насыщенность, проницаемость, удельная поверхность, извилистость. Уравнение состояния, деформация и напряжение в древесине. Фильтрация, закон Дарси, его физический смысл.

Термодинамические силы и термодинамические потоки, соотношения Онзагера. Модель тепломассопереноса А.В. Лыкова, ее достоинства и недостатки. Критерий фазового перехода. Скорость испарения и конденсации влаги со свободной поверхности воды. Условие кипения в объеме жидкости.

Тема 5: Основы теории подобия и анализа размерностей Значение теории подобия для теории тепломассопереноса. Понятие о подобии физических явлений. Числа подобия и уравнения подобия тепломассопереноса. Метод анализа размерностей, принцип моделирования.

Гидродинамическая аналогия. Тройная аналогия Рейнольдса.

Тема 6: Тепло - массообменные процессы и аппараты Теплообменники. Тепловой баланс. Прямоток, противоток и перекрестный ток хладагентов. Выпарные установки и аппараты. Тепловой и материальный баланс. Температурная депрессия. Абсорбционные установки и аппараты. Фазовое равновесие при абсорбции. Материальный и тепловой баланс. Классификация абсорбционных аппаратов. Адсорбционные установки и аппараты. Характеристики адсорбентов. Фазовое равновесие при адсорбции.

Кинетика процесса адсорбции. Материальный и тепловой баланс.

Гидротермическая обработка древесины. Варка, пропаривание, пропитка, обработка в открытых бассейнах. Механизмы пропитки древесины: избыточное давление, капиллярные явления, центрифугирование. Сушка. Сушка цельной древесины и шпона. Конвективная сушка. Режимы сушки и их критерии.

Камеры периодического и непрерывного действия для сушки пиломатериалов.

Сушка измельченной древесины. Сушильные аппараты для измельченной древесины. Материальный и тепловой баланс. Контактная сушка. Радиационная сушка. Диэлектрическая сушка.

Контрольные вопросы для подготовки к вступительному экзамену 1. Классификация процессов механохимической переработки древесины.

2. Основные физико-механические свойства сплошных сред.

3. Уравнения состояния для газов, влажного воздуха и твердых тел.

4. Условия равновесия фаз.

5. Формы связи влаги с материалами.

6. Уравнение неразрывности, его физический смысл.

7. Уравнение переноса массы, его физический смысл.

8. Уравнение Навье - Стокса, его физический смысл.

9. Уравнение Фурье - Кирхгофа, его физический смысл.

10.Условия однозначности. Классификация граничных условий.

11.Основные физико-механические свойства капиллярно - пористых сред.

12.Закон Дарси, его физический смысл.

13.Термодинамические силы и потоки, соотношения Онзагера.

14.Числа подобия уравнений переноса тепла и массы.

15.Аналогия физических процессов.

16.Теплообменники.

17.Выпарные установки и аппараты.

18. Абсорбционные установки и аппараты.

19. Адсорбционные установки и аппараты.

20.Сушка цельной древесины и шпона.

21.Сушка измельченной древесины.

22.Гидротермическая обработка древесины.

23.Пропитка древесины.

Рекомендуемая литература 1. А.Н. Обливин, Н.С. Прокофьев, А.И. Киприанов. Процессы и аппараты химической технологии древесины: учебник. -М.:ГОУ ВПО МГУЛ, 2010.с.

2. Расев А.И. Сушка древесины. Учебное пособие, спец. 250300 для подготовки бакалавров и магистров, 250403 «Технология деревообработки»

для подготовки специалистов.- СПб.- М.,-Краснодар: «ЛАНЬ»,2010.-414 с.

3. Прокофьев Н.С. Сушка измельченной древесины. Учебное пособие. - М :

ГОУ ВПО МГУЛ, 2009. - 78с.

4. Расев А.И., Косарин А.А., Красухина Л.П. Технология и оборудование защитной обработки древесины. Учебник для ВУЗов, спец. 250300 для подготовки бакалавров и магистров, 250403 «Технология деревообработки»

для подготовки специалистов. - М.:ГОУ ВПО МГУЛ, 2010.-172 с.

5. Расев А.И. Тепловая обработка и сушка древесины. Учебник для ВУЗов, спец. 250300 для подготовки бакалавров и магистров, 250403 «Технология деревообработки» для подготовки специалистов. - М.:ГОУ ВПО МГУЛ, 2009. -360 с.

Дополнительная литература 1. Моделирование свойств и процессов прессования реактопластов:

монография/ Под общ. ред. А.Н. Обливина. -М.:ГОУ ВПО МГУЛ, 2005.-284с.

2. Шубин Г.С. Сушка и тепловая обработки древесины. - М.: Лесная промышленность, 1990. - 336 с.

3. Кречетов И.В. Сушка древесины (учебное пособие). - М.: «Бриз», 1997. с.

4. Skuratov N.V. Intelligent Wood Drying Control: Problems and Decisions. Drying Technology, 26: 585-589, 2008.