Магистр

Предмет: многомерные процессы тепло и массопереноса в многоэлементных теплозащитных конструкциях низкотемпературных устройств.

Модуль 1: Низкотемпературные устройства и системы, их теплозащита и особенности механизмов и процессов теплопереноса. Теплозащита низкотемпературных устройств. Газонаполненная, вакуумно-порошковая (волокнистая и ячеистая) теплоизоляции. Материалы изоляций. Особенности передачи в них тепла излучением, по газу и контактно-кондуктивным методами. Их расчет. Высоковакуумная теплоизоляция. Тепловые мосты криоустройств, их конструирование и расчет. Расчетный проект по определению теплопритоков в криоустроустройствах за счет лучевой, молекулярной и контактно – кондуктивной составляющих суммарного теплопереноса сквозь конструкции низкотемпературных устройств.

Модуль 2: Экранно-вакуумная криогенная теплоизоляция (ЭВТИ). Криотрубопроводи.

Экранно-вакуумная криогенная теплоизоляция, ее конструкция, технология изготовления и используемые материалы. Многомерные сопряженные процессы тепломассопереноса в конструктивных элементах теплозащиты. Конструкции вакуумных адсорбционных насосов для достижения и многолетнего поддержания оптимального вакуума в слоях ЭВТИ. Криотрубопроводи, их устройство. Особенности транспортировки по ним криоагентов, их конструирование и технология изготовления и расчета. Расчетный проект криоустройства с теплозащитой с ЭВТИ и определению эффективности теплозащиты при использовании и без использования холода паров криоагентов.

Предмет: В  курсе изучаются законы магнитостатики и термодинамики магнитных и сверхпроводящих явлений.

Содержательные модули:

Модуль 1: Классический магнетизм.

Магнитостатика. Термодинамика. Намагничивание. Элементы атомного магнетизма. Методы получения магнитных полей. Магнитные измерения.

Модуль 2: Магнитные свойства сверхпроводников.

Структура промежуточного состояния. Жесткие сверхпроводники(НП). Джозовсоновський переход. Высокотемпературные сверхпроводники. Использование НП в слабо и сильнотоковой технике.

Предмет: Теоретические основы САПР. Виды обеспечения САПР. Математические основы методов безусловной и условной оптимизации. Математические модели проектируемых объектов, требования к ним, методы построения этих моделей. Структурный синтез и параметрический анализ технических объектов в САПР. Прикладные пакеты программ (Solkane, CoolPack).

Содержательные модули:

Модуль 1: Классификация, структура и принципы построения САПР. Выбор критериев оптимальности и методы поиска оптимальных решений. Задача линейного программирования, методы ее решения.

Модуль 2: Виды обеспечения САПР, назначение, требования к ним. Математические модели проектируемых объектов. Проектные процедуры. Использование пакетов Solkane и Coolpack для проектирования холодильной системы. Проектирование низкотемпературной системы и ее элементов.

Предмет: Изучение существующих способов (технологий) получения холода в диапазоне от 200К до 4К. Расчет основных узлов и подбор необходимого оборудования для конкретных систем охлаждения на заданный температурный уровень.

Содержательные модули:

Модуль 1: Основные способы получения холода и криогенные системы, их реализующие. Состав, основные узлы, регенераторы, детандеры, теплообменные аппараты, смесеразделительные колонны, их конструкция, назначение, методы расчета. Хладагенты, хладоносители, их свойства, эксплуатационные характеристики и рабочий диапазон. Выбор и расчет систем охлаждения, заморозки и хранения различных биообъектов. Формирование входных данных, расчет специальных систем программной заморозки различных объектов.

Модуль 2: Низкотемпературные системы охлаждения. Рефрежератори и криоустановки. Сжижение газов: воздуха, природного газа, водорода, гелия и других газов. Криогенные системы сжижения газов и их термодинамические циклы – Линде, Гейканда, Капицы. Цикл с простым дросселированием. Цикл с дросселированием и расширением газа в детандерах, их технологические схемы. Конструкция основных узлов криогенных систем, их назначение, режимы работы и расчет их параметров. Системы хранения и транспорта сжиженных газов, их конструкция.

Предмет: специфика работы и проектирования низкотемпературного оборудования.

Содержательные модули:

Модуль 1: Основные конструкционные материалы низкотемпературной техники. Особенности влияния низких температур и вакуума на механические и теплофизические характеристики конструкционных материалов.

Модуль 2: Герметичные низкотемпературные соединения: разборные и неразборные. Особенности проектирования и эксплуатации тепломассообменных аппаратов низкотемпературных установок.

Предмет: Биофизическая модель организма человека. Основные принципы криобиологии и криомедицины. Криомедицинский инструмент.

Содержательные модули:

Модуль 1: Витамины и гормоны. Свойства, классификация, структура. Их роль в организме человека. Современные тенденции витаминной и гормональной терапии.

Модуль 2: Комбинированная криогенная переработка растительного сырья.

Модуль 3: Подготовка быстрого замораживания растительного сырья. Криогенное диспергирование растительного сырья. Криосублимационное фракционирование растительного сырья.

Модуль 4: Установки криосублимационой сушки биосырья. Низкотемпературная экстракция биологически активных масел с помощью сжиженных газов.

Модуль 5: Установки для низкотемпературной экстракции биологически активных липидных фракций. Технико-экономические аспекты криогенной переработки растительного сырья.

Предмет: Электронные элементы нанотехнологий в энергомашиностроении, аэрогели, наносенсори.

Содержательные модули:

Модуль 1. Основные этапы развития нанотехнологии. Сканирующая туннельная, силовая и несиловая микроскопия. Графен, фуллерены, углеродные нанотрубки.

Модуль 2. Основы нанофизики и нанотехнологий. Особенности структуры и свойств поверхности нанотехнологических материалов. Технологические свойства получения нанопленок.

Предмет: Магнитные резонансы в квантовых системах. Физические основы и элементы микроволновой техники.

Содержательные модули:

Модуль 1. Главные принципы электродинамики. Уравнения Максвелла. Главные уравнения линии передачи. Микроволновые линии передачи. Интегральные микроволновые схемы. Квантовые линии – волновые устройства. Квантовый порог шумовой температуры. Охлаждаемые полупроводниковые устройства и системы.

Модуль 2. Теория сверхпроводимости Гинзбурга – Ландау. Сверхпроводники II типа. Критические поля. Слабая полупроводимость. Эффекты Джозефсона. Импедансные свойства сверхпроводников.

Модуль 3. Микроволновые устройства на основе ВТСП материалов: линии передач, пассивные комплекты, резонаторы, фильтры, и проч. Антенны и фидерные системы. Гибридные схемы. Применение электронных и микроволновых устройств, созданных на основе ВТСП.

Предмет: информационные технологии систем криогенной и холодильной техники

Содержательные модули:

Модуль 1: Персональная учебная среда. Организация научной деятельности. Алгоритм создания персональной учебного среды. Закладки. Twitter. Карта памяти. Evernote. Как писать реферат с использованием Интернет. Как работать с Вики. Создание семантического конспекта. Организация научной деятельности с использованием Mendeley.

Модуль 2: Flow Vision. Анализ задачи. Определение области расчетов. Выбор математической модели течения жидкости. Генерация расчетной сетки. Задание параметров численного моделирования. Просмотр результатов моделирования. Оценка погрешности расчетов.

Предмет: Расчет теплофизических и термодинамических свойств продуктов на основе аддитивного представления.

Содержательные модули:

Модуль 1: Расчет и проектирование устройств охлаждения (замораживания) объектов с постоянными (эффективными) теплофизическими и термодинамическими параметрам.

Модуль 2: Расчет и проектирование устройств охлаждения (замораживания) объектов на основе численных методов с теплофизическими и термодинамическими параметрами, зависящими от температуры.

Модуль 3: Исследование средних (эффективных) теплофизических и термодинамических параметров от состава продукта.

Модуль 4: Исследование влияния конструкционных и режимных параметров на характеристики устройства при применении модели с постоянными параметрами.

Модуль 5: Исследование влияния конструкционных и режимных параметров на характеристики устройства при применении модели с зависимыми от температуры свойствами объекта.

Предмет: Низкотемпературные технологии, связанные с повышением к.п.д действующих энергетических установок. Сверхпроводимость, технологические возможности энергосистем XXI века: сверхпроводящие кабели, двигатели, генераторы.

Содержательные модули:

Модуль 1. Кинетические сверхпроводящие  накопители электрической энергии. Сверхпроводящие  пленки как элементы микроволновой электроники и нанотехнологии.

Модуль 2. Сверхпроводящие магнитные аккумуляторы электрической энергии (SMES). Полностью сверхпроводящая подстанция.

Предмет: Основные ТД процессы, циклы для получения холода и их реализации в конкретных технологических схемах (установках).

Содержательные модули:

Модуль 1: Процессы получения холода в адиабатных условиях. Дросселирование газа (эффект Джоуля-Томпсона). Температура инверсии.

Модуль 2: Адиабатное расширение газов (рабочих веществ) в детандерах. Выхлоп. Эффект Ранке-Хилша.

Модуль 3: Холодильные газовые машины и их циклы. Система получения сверхнизких температур He4 и He3. Магнитокалорические и электрокалорические охладители.

Модуль 4: Идеальные холодильные и криогенные циклы. Холодопроизводительность реальных циклов и процессов.

Модуль 5: Классификация систем охлаждения. Комбинированные системы охлаждения, особенности их расчетов с дроссельными и детандерними блоками в рефрижераторных и воздухоожижительных установках.

Модуль 6: Газовые холодильные машины и системы охлаждения на их базе. Их строение и использование в различных низкотемпературных процессах.