Образование за рубежом

PlayPhrase.me - Учи английский

Програма курсу екології

Вступ

Проблема взаємодії і впливу енергетики на навколишнє середовище набуває все більшого значення останнім часом. Те, яким чином вдасться вирішити ці проблеми, багато в чому визначить подальший розвиток суспільства, зокрема, в найближчому майбутньому.

Проблеми глобальної енергетики кидають виклик людській винахідливості. Що буде основним джерелом енергії в майбутньому? Нафта? Газ? Атомна енергія? Або поновлювані джерела енергії, серед яких також є широкий вибір: енергія сонця, енергія вітру, енергія приливів… Уряд Англії оголосив про зміну пріоритетного напряму розвитку енергетики на поновлювані джерела енергії і на відхід від викопних палив. Подібні тенденції спостерігаються і в інших країнах світу. І зараз стає надзвичайно важливим досягнути цієї мети, забезпечивши поліпшення ефективності використання енергії і скоротивши кількість забруднень, що потрапляють у навколишнє середовище. Завданням цього курсу як раз і є знайомство майбутніх учених і дослідників з науковими і технічними аспектами того, які існують способи збільшення ефективності використання енергії, і яким чином можливо розвивати нові методи отримання енергії з її поновлюваних джерел.

У Росії розвиток енергозберігаючих технологій також є пріоритетним напрямом розвитку науки, технологій і техніки (Н.-577 від 30 березня 2002 р. Президента РФ) Приєднання Росії до Кіотського протоколу — підтвердження того, що і наша країна стурбована екологічною проблемою. Збереження поточної кількості емісії шкідливих викидів, зокрема оксидів азоту, може привести до катастрофічних наслідків для здоров’я нації. Іншою причиною для активного розвитку виробництва екологічно чистіших (в порівнянні з тими, що існують зараз) джерел енергії є можливість отримання Росією прибутку з вищезазначеного протоколу за рахунок продажу квот іншим, менш розвиненим країнам.

Згідно з оцінками відділу торгівлі і промисловості JEMU, сьогодні вартість спільного ринку послуг і технологій, пов’язаних з навколишнім середовищем, становить 515 мільярдів доларів, і за прогнозами, виросте до 688 мільярдів до 2010 року. Щорічний приріст, таким чином, складе майже 3%. Це дуже істотний обсяг ринку, порівнянний за розмірами з аерокосмічними галузями або фармацевтичним ринком. В усьому світі все більш наростаючими темпами відбувається розвиток нових технологій в енергетиці і стійкому розвитку. Є чітка потреба у висококваліфікованих фахівцях, здатних пропонувати екологічно вигідні рішення для існуючих технологічних потреб.

Головним завданням курсу є забезпечення освіти для студентів технічних спеціальностей, яке дасть їм змогу після закінчення інституту брати на себе відповідальність у рамках вирішуваних інженерних задач, а також допоможе пропонувати незалежні критичні думки. Досконале знання принципів промислового виробництва має сприяти розвитку в студентів навиків ухвалення оптимальних рішень як в питаннях технологій і складної інженерії, так і при розв’язанні задач грамотного керування і менеджменту.

Опис основних модулів курсу

У цьому розділі ми збираємося познайомити вас з основними модулями (напрямами), що входять до курсу «Енергетика і навколишнє середовище». Цей курс успішно читається в Університеті Центрального Ланкаширу (Великобританія), і стосується найважливіших проблем взаємодії енергетики і навколишнього середовища. Курс дає можливість студентам прослідкувати взаємозв’язок різних підрозділів вказаного курсу, і зрозуміти їх глобальну значущість в швидко змінному світі.

В рамках курсу студенти зуміють розвинути їх аналітичні і проектні навики, а також зрозуміти, як застосовувати інтегровані технології для забезпечення стійкого розвитку навколишнього середовища. Також передбачається вивчення IT-додатків, різних CAD-систем і 3D-моделювання, включаючи віртуальну реальність і моделювання навколишнього середовища.

Курс ділиться на три рівні. На першому рівні проводиться вивчення основних енергетичних ресурсів і енергетичних технологій, фундаментальних принципів виникнення і перенесення енергії, права, інформаційних технологій. На другому рівні вивчаються питання стійкого розвитку і керування в питаннях навколишнього середовища. Також продовжується навчання за темами першого рівня. Проводиться вивчення крупних нещасних випадків і катастроф в енергетичній і транспортній промисловості. Нарешті, на рівні 3 вивчається енергетика та її чинник у проблемах навколишнього середовища, включаючи як викопні палива, так і поновлювані перспективні джерела енергії. Проводиться розбір кейсів – ситуацій, пов’язаних з локальними аспектами і проблематикою північного Заходу Англії.

Джерела енергії і енергетичні технології

Цілі курсу: Курс описує основні наукові принципи енергетичних досліджень. Він створений з метою дати загальне уявлення про глобальну концепцію енергії та її ролі в суспільстві. В курсі описуються ефективність використання енергії, джерела енергії та енергетичні технології.

Успішне завершення вказаного курсу дасть можливість студентам:

  • знати і правильно використовувати термінологію і позначення, пов’язані з енергетикою, класифікацію енергетичних ресурсів і технологій;

  • розуміти роль енергетичних ресурсів у світовому контексті;

  • отримати базу для подальшого вивчення основних енергетичних ресурсів;

  • розраховувати енергетичний баланс і енергетичну ефективність для заданого об’єкту;

  • порівняти енергетичну ефективність різних енергетичних установок.

Зміст курсу:

Поняття енергії: вводиться поняття енергії і описується закон збереження енергії. Пояснюються основні наукові принципи енергетичних досліджень.

Ефективність енергії: у цьому розділі вводяться такі поняття, як: енергетична рівновага, високо- і низькоякісна енергія. Описуються ознаки ефективності енергії. Пояснюється поняття ексергії та її ефективності.

Джерела енергії: розповідається про викопні джерела енергії (нафта, вугілля, природний газ), енергію атомного ядра і поновлювані джерела енергії.

Енергетичні технології: вводиться поняття енергетичної системи, описується цикл виробництва, розподілу і використання енергії. Описуються системи перетворення і зберігання енергії. Розповідається про системи передачі енергії, електростанції (традиційні електростанції, атомні електростанції, вступ до поновлюваного виробництва енергії). Описується вплив енергетичної промисловості на здоров’я людини і навколишнє середовище.

Література:

  1. Energy: а guidebook, New ed. 1997, Oxford University Press, Oxford.

  2. Smith, P. and Pitts, A. C., Energy, 1997, Batsford, London.

  3. Institute of Energy: yearbook and directory, 2003, Excel Publ., Manchester.

  4. CRC Handbook on Energy Efficiency, 1997, CRC Press Inc., Berkley.

  5. Malkina-Pykh, I. G. and Pykh, Yu. A., Sustainable energy: resources, technology and planning, 2002, WIT Press, Southampton.

  6. The energy dilemma: the dominance of fossil fuels, Buckley, R. Ed., 1998, Global Issues Ltd, Cheltenham.

  7. The energy debate, editor, Donnellan, C. Ed., 2001, Independence, Cambridge.

Додаткова література:

  1. Oil and gas in the environment, 1998, Environmental issues series, Stationery Office, London.

  2. Yantovski, E., Energy and exergy currents, 1994, NOVA Sci. Publ. New York.

  3. Decher, Reiner. - Direct energy conversion: fundamentals of electric power production. - New York; Oxford : Oxford University Press, 1997.

  4. Wood, A. J. and Bruce, F., Power generation, operation and control, 2nd ed., 1996, Wiley, Chichester, New York.

Енергія і навколишнє середовище

Цілі курсу: У цьому курсі буде детально розглянуто різні форми забруднення навколишнього середовища, буде виділено основні методи контролю забруднень. Також буде розглянуто тему взаємозв’язків енергетичної промисловості і навколишнього середовища, на прикладі досліджень забруднення повітря, води і ґрунту, а також радіоактивних і шумових забруднень. Основною метою вказаного курсу є аналіз поновлюваних джерел енергії, їх достоїнств і недоліків. Студенти ознайомляться з національною і світовою статистикою виробництва енергії, глобальною зміною клімату і його наслідками.

Зміст курсу:

Атмосферні забруднення: природна атмосфера, основні забруднювачі атмосфери та їх вплив на навколишнє середовище, смог, кислотне осадження. Вплив забруднення повітря на здоров’я людини. Методи оцінок атмосферних забруднень.

Водні забруднення: природні водні джерела. Основні забруднювачі водних джерел, нафтові плями. Вплив забруднення води на здоров’я людини. Методи оцінок забруднення водоймищ.

Радіація і навколишнє середовище: процес ядерного розпаду. Радіоактивні ізотопи, видобуток радіоактивної руди. Атомні електростанції, поховання радіоактивних відходів. Нещасні випадки і катастрофи на атомних об’єктах. Ядерна зброя і проблеми ядерного роззброєння. Вплив радіації на здоров’я людини. Методи оцінок радіоактивних забруднень.

Заражені ґрунти: природні ґрунти. Основні забруднювачі ґрунту та їх вплив на навколишнє середовище. Заражені ґрунти і здоров’я людини. Відновлення забруднених земель. Методи оцінок забруднень ґрунту.

Поновлювані джерела енергії: сонячна енергія, енергія вітру, енергія води, геотермічна енергія, енергія біомаси, енергія океану, приливна енергія. Достоїнства і недоліки поновлюваних джерел енергії. Витрати на отримання енергії з таких джерел. Оцінки економічної ефективності енергетичних проектів.

Транспорт і навколишнє середовище: дія транспортних засобів на навколишнє середовище. Шляхи зменшення транспортних заторів. Шумові забруднення та їх контроль. Методи оцінок шумових забруднень.

Зміна клімату: статистика виробництва енергії. Вплив використання енергії на термічні, водні і вуглецеві цикли Землі. Природний парниковий ефект, глобальна зміна клімату і його наслідки. Майбутні завдання глобальної енергетики.

Міжнародні стандарти для систем керування навколишнім середовищем: ISO 14000 і його додатки для керування навколишнім середовищем.

Література:

  1. Elliott, D., Energy, society and environment: technology for а sustainable future, 1997, Routledge, London.

  2. Hinrichs, R., Energy: its use and the environment, 2nd ed., 1996, Saunders College Pub, Ft. Worth.

  3. Sustainable development and the energy industries: implementation and impact, 1994, Earthscan Publications Ltd, London.

  4. Peirce, J., Environmental pollution and control, 4th ed., 1998, Butterwirth-Heinemann, Boston, Massachusetts.

  5. Farmer, A. M., Managing of environmental pollution, 1997, Routledge, London.

  6. Malkina-Pykh, I. G. and Pykh, Yu. A., Sustainable energy: resources, technology and planning, 2002, WIT Press, Southampton.

  7. Renewable energy: power for а sustainable future, Boyle, G. Ed., 1996, Oxford University Press, Oxford.

Додаткова література:

  1. Renewable energies: success stories, prepared by Ecotec Research and Cons., 2001, Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg.

  2. Harwood, O., Wind farms and wind energy as an enterprise, 2001, Country Land & Business Association London.

  3. Wind energy: the facts, 1999, Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg.

  4. Walker, J. F. and Jenkins, N., Wind energy technology, 1997, John Wiley & Sons, Chichester.

  5. Solar energy: harnessing the power of the sun, Buckley, R. Ed., 1996, Understanding Global Issues Ltd, Cheltenham.

  6. Energy from biomass: summaries of the biomass projects carried out as part, Volume 1-5, 1998, Department of Trade and Industry.

  7. Power plants: а guide to energy from biomass, 1996, Centre for Alternative Technology, Machynlleth.

Нещасні випадки і катастрофи

Цілі курсу: Цей курс був розроблений з метою дати студентам стійке уявлення і розуміння таких явищ, нещасні випадки і катастрофи, а також провести аналіз їх впливу на суспільство.

В курсі студентам будуть продемонстровані такі аспекти зазначеної проблеми:

  • Яким чином промисловість, різні регіони і країни всього світу змінювалися під впливом крупних стихійних лих і катастроф.

  • Які висновки можуть бути зроблені з події, і які існують способи надалі понизити ризик нещасних випадків у промисловості.

В курсі буде розглянуто різні ключові випадки-кейси основних нещасних випадків і катастроф у районному, національному і загальносвітовому масштабі.

Зміст курсу:

Вступ до нещасних випадків, катастроф, небезпек, стихійних лих: визначення небезпеки, нещасного випадку, катастрофи, стихійного лиха. Природні небезпеки, ризики, стихійні лиха: явища, викликані діяльністю людини: катастрофи і стихійні лиха.

Ризик і небезпека в контексті енергетики: зосередження і накопичення енергії як потенційна небезпека. Ризики у зв’язку з використанням енергії: вчора, сьогодні, завтра.

Нещасні випадки і катастрофи в енергетичній промисловості: зберігання різних палив, роботи з вогненебезпечними речовинами, заправні станції. Корпорації, добувні викопні палива, хімічна і нафтохімічна промисловість. Різні сценарії подій: найвірогідніший сценарій, найгірший сценарій.

Нещасні випадки і катастрофи на енергетичних установках: звичайні електростанції, ядерні електростанції, електростанції на поновлюваних джерелах енергії.

Нещасні випадки і катастрофи в транспортній промисловості: транспорт на двигунах внутрішнього згорання, залізничний транспорт, морський і повітряний транспорт.

Нещасні випадки і катастрофи в окремих галузях промисловості: космічні додатки, атомні підводні човни, атомна зброя, гірничодобувна промисловість.

Головна небезпека при різних нещасних випадках і катастрофах: викиди речовини і енергії, ударні хвилі, пожежі, вибухові хвилі, вибухи, осколки, що розлітаються, радіація. «Ефект доміно».

Уроки головних катастроф: висновки з вивчення кейсів.

Запобігання катастрофам: технологічні збої, поломки і відмови, можливості їх контролю і керування.

Атаки терористів і переговори з ними: тероризм в 21-му столітті. Енергетичні об’єкти як цілі для нападу терористів. Попередження терористичної загрози. Підпали.

Керування в надзвичайних ситуаціях: що таке надзвичайний стан. Керування енергетичними об’єктами під час надзвичайних станів.

Література:

  1. Gender and catastrophe, Lentin R. Ed., 1997, Zed, London.

  2. MvGuire, B. et al, Natural hazards and environmental change, 2002, Arnold, London.

  3. Smith, K. Environmental hazards: assessing risk and reducing disaster, 1996, Routledge, London.

  4. Blaikie, P. et al, At risk: natural hazards, people’s vulnerability and disasters, 1994, Routledge, London.

  5. Accident and emergency: theory into practice, Dolan B. Ed., 2000, Lynda, Edinburgh.

  6. Emergency planning for major accidents: control of major accident hazards risk, 1999, HSE Books.

  7. Manion, M. and Evan, W. M., Technological catastrophes: their causes and prevention, Technology in Society, 2002, v. 24, pp. 207-224.

  8. Makhviladze, G. M. and Yakush, S. E., Large-scale unconfined fires and explosions, Invited paper for а special memorial session devoted to the September 11th fire at the 29th Symposium (Int.) on Combustion, Proceedings of the Combust. Institute, 2002, v. 29.

Додаткова література

  1. Stewart, M. Coping with catastrophe: а handbook of disaster management, 1991, Routledge, London.

  2. Accident prevention manual for business and industry: environmental management, 2nd Ed., 1999, Itasca, National Safety Council Press, New York.

  3. Evan, W. M. and Manion, M. Minding the machines: preventing technological disasters, 2002, Prentice Hall.

  4. Beyond September 11: an anthology of dissent, Scraton Ph. Ed., 2002, Pluto, London.

Інженерний аналіз (частина 1)

Цілі курсу: Цей курс забезпечить необхідний вступ до фундаментальних основ інженерного аналізу і дасть потрібні навики для подальшого розвитку в інженерних і технічних галузях.

Зміст курсу:

Алгебра: основні операції і дії. Робота з формулами. Правила показників. Біномінальне розгортання формул з цілими позитивними ступенями. Основи визначення помилок. Алгебричне розв’язання систем лінійних рівнянь. Різні методи розв’язання квадратного рівняння.

Стандартні функції: визначення і графіки експоненціальної, логарифмічної і тригонометричних функцій. Властивості логарифмічної функції і їх застосування у разі експоненціальних законів. Властивості тригонометричних функцій. Операції інвертування і відображення, їх застосування при рішенні простих рівнянь. Креслення простих кривих.

Вимірювання площі і об’єму: основні формули вимірювань для квадрата, прямокутника, трикутника, круга, сфери і конуса. Елементарні приклади зі стереометрії. Закон косинусів і його застосування.

Диференціювання: операція диференціювання і її геометричний сенс. Методи диференціювання.

Ймовірність і статистика: статистична обробка даних. Стандартний метод обробки результатів. Представлення результатів у простій формі: кругові діаграми, гістограми, графіки тощо. Середня величина, медіана, стандартне відхилення і довірчі інтервали. Біномінальна теорема. Біномінальний, нормальний розподіл, розподіл Пуассона. Апроксимація і помилка. Кореляція і регресійний аналіз.

Фізичні закони: запис законів фізики в лінійній формі шляхом транспонування формул. Графічне розв’язання задач. Зростання і загасання. Застосування логарифмів для завдань акустики.

Література:

  1. Bird, J. O. and May, A. J. C., Technician mathematics, 1978, Longman.

  2. Stroud, K.A., Engineering Mathematics, 4th Ed., 1997, Macmillan.

  3. Mustoe, L.R., Engineering Mathematics, 1997, Addison Wesley.

Інженерний аналіз (частина 2)

Цілі курсу: Цей курс спрямований на продовження розвитку в інженерних і технічних галузях.

Зміст курсу:

Комплексні числа: позначення, способи запису, полярні координати. Теорема Муавра, ступені і коріння.

Інтеграція: сенс операції інтеграції. Інтеграція як операція, зворотна до диференціювання. Визначений і невизначений інтеграли алгебричних функцій. Розрахунок площ, об’ємів, центрів мас. Інтеграція як підсумовування, найпростіша чисельна інтеграція, формула трапецій, метод Симпсона. Інтеграція підстановкою, заміною змінною, частинами. Багатократні інтеграли, заміна границь інтеграції при заміні змінних. Застосування інтеграції.

Прогресії: послідовності і прогресії, арифметичні і геометричні прогресії. Границя і збіжність послідовностей. Ряди Тейлора/Маклорена для найбільш поширених функцій. Ряди Фур’є, розрахунок коефіцієнтів Фур’є, застосування рядів у диференціальних рівняннях. Асимптотична поведінка. Застосування апроксимації нескінченних сум.

Матрична алгебра: лінійні системи рівнянь. Метод Гауса приведення матриць. Визначник матриці. Власні значення і власні вектори. Складання і множення матриць.

Література:

  1. Bajpai, A.C., Mustoe, L.R. and Walker, D., Engineering Mathematics, 1989, Wiley.

  2. Stroud, K.A., Engineering Mathematics, 4th Ed., 1997, Macmillan.

  3. Mustoe, L.R., Engineering Mathematics, 1997, Addison Wesley.

Інженерний аналіз (частина 3)

Цілі курсу:Цілі курсу: Цей курс спрямований на завершення освіти в рамках зазнаценого курсу в інженерних і технічних галузях.

Зміст курсу:

Частинні похідні: визначення частинних похідних першого і другого порядку. Повний диференціал і його застосування.

Звичайні диференціальні рівняння: розв’язання диференціальних рівнянь першого порядку методом розділення змінних і інтеграцією. Розв’язання диференціальних рівнянь другого порядку з постійними коефіцієнтами методом підбору.

Перетворення Лапласа: додаток рішень звичайних лінійних диференціальних рівнянь. Функція «сходинки» (Хевісайда).

Ряди Фур’є: періодичні функції, парні і непарні функції. Розрахунок коефіцієнтів Фур’є.

Чисельні методи: розв’язання звичайних лінійних диференціальних рівнянь за допомогою рядів Тейлора, методами Рунге-кутти і методом «Предиктор-коректор». Алгоритми апроксимації кінцевими різницями, їх стійкість, точність і збіжність. Метод кінцевих різниць стосовно роз’язання задачі теплопереносу і розв’язання рівняння Пуассона.

Література:

  1. ZBajpai, A.C., Mustoe, L.R. and Walker, D., Engineering Mathematics, 1989, Wiley.

  2. Stroud, K.A., Engineering Mathematics, 4th Ed., 1997, Macmillan.

  3. Mustoe, L.R., Engineering Mathematics, 1997, Addison Wesley.

Висновок

На Заході вже давно усвідомлено те, що людина має всесторонньо оцінювати результати своєї діяльності, проведення такого аналізу є невід’ємною частиною стійкого розвитку. Тому разом з дисциплінами спеціальності студенти вивчають вплив об’єктів промисловості на навколишнє середовище і людину. Чітке розуміння наслідків ухвалюваних рішень покладає додаткову відповідальність на конструктора і розробника.

Нагадаємо, що головним завданням приведених курсів є забезпечення освіти для студентів технічних спеціальностей, яке дасть їм можливість після закінчення інституту брати на себе відповідальність у рамках вирішуваних інженерних задач. Хороше знання принципів промислового виробництва повинне сприяти розвитку у студентів навиків ухвалення оптимальних рішень як у питаннях технологій і складної інженерії, так і в процесі розв’язання задач грамотного керування і менеджменту.

Також бачимо доцільним ознайомлення з цим курсом лекцій людей, наділених адміністративною і законодавчою владою, що дасть можливість спрямувати законотворчу діяльність у більш екологічно чисте русло.

Ці курси розроблені на основі аналогічних курсів лекцій, що читаються в університеті центрального Ланкаширу у Великобританії.