Рабочая программа учебной дисциплины «гидрогазодинамика»

Скачать 151.32 Kb.

Название	Рабочая программа учебной дисциплины «гидрогазодинамика»
Дата публикации	24.10.2014
Размер	151.32 Kb.
Тип	Рабочая программа

100-bal.ru > Физика > Рабочая программа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ (ИПЭЭф)

_____________________________________________________________________

Направление подготовки: 140100 Теплоэнергетика и теплотехника

Профили подготовки: Промышленная теплоэнергетика, Энергообеспечение предприятий, Энергетика теплотехнологии, Автономные энергетические системы, Экономика и управление на предприятии теплоэнергетики

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ГИДРОГАЗОДИНАМИКА»

Цикл:	профессиональный
Часть цикла:	базовая
№ дисциплины по учебному плану:	Б 3.11
Часов (всего) по учебному плану:	180
Трудоемкость в зачетных единицах:	5	4 семестр
Лекции	36 час.	4 семестр
Практические занятия	18 час.	4 семестр
Лабораторные работы	18 час.	4 семестр
Расчетные задания, рефераты	18 час. самостоят. работы	4 семестр
Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)	108 час.
Экзамены	36 час.	4 семестр
Курсовые проекты (работы)	нет	нет

Москва – 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является изучение теоретических методов расчета движения жидкости и газа в элементах энергетического и теплотехнического оборудования, процессов преобразования энергии в турбомашинах.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

обобщать, анализировать, воспринимать информацию, ставить цель и выбирать пути ее достижения (ОК-1);
кооперироваться с коллегами, работать в коллективе (ОК-3);
самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);
применять основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, использовать компьютер как средство работы с информацией (ОК-11);
демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и использовать основные законы профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);
проводить эксперименты по заданной тематике и анализировать результаты с привлечением соответствующего математического аппарата (ПК-18);
проводить измерения и наблюдения, составлять описания проводимых исследований, подготавливать данные для составления обзоров, отчетов и научных публикаций (ПК-19).

Задачами дисциплины являются:

приобретение навыков использования основных уравнений гидрогазодинамики для расчета течений;
выработка умений экспериментального исследования и анализа характеристик теплоэнергетического оборудования и турбомашин.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилям «Промышленная теплоэнергетика», «Энергообеспечение предприятий», «Энергетика теплотехнологии», «Автономные энергетические системы», «Экономика и управление на предприятии теплоэнергетики» направления 140100 Теплоэнергетика и теплотехника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Математика», «Физика», «Информационные технологии», «Теоретическая механика», «Техническая термодинамика».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении дисциплин «Тепломассообмен», «Метрология, теплотехнические измерения, сертификация», «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологии», «Котельные установки теплотехнических систем», «Физико-химические основы водоподготовки».
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные физические свойства жидкостей и газов;
общие законы и уравнения статики, кинематики и динамики жидкостей и газов;
особенности физического и математического моделирования одномерных и трехмерных, дозвуковых и сверхзвуковых, ламинарных и турбулентных течений идеальной и реальной несжимаемой и сжимаемой жидкостей.

Уметь:

рассчитывать гидродинамические параметры потока жидкости (газа) при внешнем обтекании тел и течении в каналах (трубах), проточных частях гидрогазодинамических машин;
проводить гидравлический расчет трубопроводов.

Владеть:

методиками проведения типовых гидродинамических расчетов гидромеханического оборудования и трубопроводов.
методиками проведения измерений и наблюдений, описания проводимых исследований, подготавливать данные для составления обзоров, отчетов и научных публикаций (ПК-19).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

№ п/п	Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации	Всего часов на раздел	Семестр	Виды учебной работы, включая самостоят. работу студентов и трудоемкость (в часах)				Формы текущего контроля успеваемости (по разделам)
№ п/п	Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации	Всего часов на раздел	Семестр	лк	пр	лаб	сам	Формы текущего контроля успеваемости (по разделам)
1	Основные физические свойства жидкостей и газов. Режимы течения	14	4	2	2	6	4	Контрольный опрос
2	Напряженное состояние жидкой среды	6		2			4	Контрольный опрос
3	Гидростатика. Силы давления на плоские и криволинейные стенки	22		4	4	2	12	Контрольная работа. Контроль выполнения расчетного задания
4	Кинематика жидкости	14	4	4	2	2	6	Контрольный опрос
5	Общие законы и уравнения динамики идеальной и вязкой жидкости	10	4	4	2		4	Контрольный опрос
6	Одномерные течения вязкой жидкости. Гидравлические сопротивления	38	4	10	8	8	12	Контрольная работа. Контроль выполнения расчетного задания
7	Основы теории подобия гидромеханических процессов	4	4	2			2	Контрольный опрос
8	Расчет пограничного слоя	8	4	4			4	Контрольный опрос
9	Одномерные газовые течения	10	4	4			6	Контрольный опрос
	Зачет	18	4				18	Защита лабораторных работ (в форме беседы и тестирования)
	Экзамен	36	4				36	устный
	Итого	180		36	18	18	108

4.2. Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

4 семестр

1. Вводная часть. Основные физические свойства жидкостей и газов

Роль дисциплины «Гидрогазодинамика» в науке и технике. Основные свойства жидкостей и газов: текучесть, сжимаемость, динамический и кинематический коэффициенты вязкости. Течение Куэтта. Режимы течения. Число Рейнольдса, его физический смысл. Модели жидкой среды.

2. Напряженное состояние жидкой среды

Силы, действующие в жидкости. Свойства напряжений поверхностных сил. Тензор напряжений. Уравнения движения жидкости в напряжениях.
3. Гидростатика

Уравнения Эйлера. Основная формула гидростатики. Абсолютное, вакуумметрическое, избыточное давления. Пьезометрическая, вакуумметрическая, приведенная высоты. Жидкостные приборы для измерения давлений. Относительный покой жидкости. Силы давления на твердые плоские и криволинейные поверхности.
4. Кинематика жидкости

Методы описания движения жидкости (метод Эйлера и метод Лагранжа). Ускорение жидкой частицы. Линии и трубки тока. Расход жидкости. Уравнение неразрывности. Теорема Коши-Гельмгольца. Тензор скоростей деформаций; скорости угловых и линейных деформаций. Вихревое движение. Вихревые линии и трубки. Безвихревое движение; потенциал скорости. Плоские течения идеальной жидкости; функция тока, ее физический смысл. Гидродинамическая сетка, ее свойства.
5. Общие законы и уравнения динамики идеальной и вязкой жидкости

Обобщенная гипотеза Ньютона. Давление в движущейся жидкости. Уравнения Навье-Стокса для несжимаемой жидкости. Уравнение Бернулли для струйки вязкой несжимаемой жидкости. Характеристики турбулентного потока. Уравнения Рейнольдса; тензор турбулентных напряжений. Некоторые гипотезы о турбулентных напряжениях. Двухслойная модель турбулентного потока. Уравнения движения идеальной жидкости (уравнения Эйлера). Интегрирование уравнений Эйлера для частных случаев.

6. Одномерные течения вязкой жидкости. Режимы течения. Гидравлические сопротивления

Одномерная модель реального потока. Уравнение Бернулли для потока вязкой несжимаемой жидкости. Гидравлические сопротивления. Потери по длине. Основная формула равномерного движения. Коэффициент гидравлического трения для труб с искусственной и естественной шероховатостью. Ламинарное течение вязкой жидкости в круглой цилиндрической трубе. Турбулентное течение жидкости в трубах. Гипотеза Прандтля о пути перемешивания. Распределение скоростей при турбулентном течении. Местные гидравлические сопротивления. Потери напора при внезапном расширении круглой трубы, при внезапном сужении, при входе и выходе из резервуара; потери в диффузоре. Истечение из отверстий и насадков. Расчет простых трубопроводов. Расчет высоты всысывания насоса. Сифонный трубопровод. Расчет сложных трубопроводов. Силовое взаимодействие потока жидкости и твердой поверхности; воздействие свободной струи на криволинейную и плоскую преграды.
7. Основы теории подобия гидромеханических процессов

Геометрическое, кинематическое и динамическое подобия потоков жидкости и газа. Критерии и числа подобия, их роль и физический смысл.
8. Расчет пограничного слоя

Понятие динамического, температурного, диффузионного пограничного слоя. Интегральные характеристики пограничного слоя. Уравнения Прандтля для ламинарного пограничного слоя. Интегральное соотношение пограничного слоя; методы его решения. Расчет пограничного слоя на пластине. Отрыв пограничного слоя. Понятие о турбулентном пограничном слое. Сопротивление тел, обтекаемых вязкой жидкостью.
9. Одномерные газовые течения

Основные термодинамические соотношения. Уравнение Бернулли для адиабатного процесса. Параметры торможения, критические параметры, скорость звука. Изоэнтропические формулы. Газодинамические функции. Изменение параметров газа при течении в трубе переменного сечения. Истечение газа из резервуара. Прямой скачок уплотнения. Ударная адиабата.
4.2.2. Практические занятия

4 семестр

Физические свойства жидкостей и газов.

Давление в покоящейся жидкости.

Силы давления жидкости и газа на плоские и криволинейные стенки. Плавание тел.

Кинематика жидкости.

Уравнения движения вязкой жидкости (уравнения Навье-Стокса).

Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости. Гидравлические сопротивления.

Истечение через отверстия, насадки и водосливы.

Расчет простых трубопроводов.
4.3. Лабораторные работы

4 семестр

№1. Измерение расходов и скоростей жидкости.

№2. Исследование смены режимов течения.

№3. Определение степени турбулентности потока жидкости.

№4. Измерение статического давления в жидкостях.

№5. Построение гидродинамической сетки методом электрогидродинамической аналогии (ЭГДА).

№6. Построение диаграммы уравнения Бернулли.

№7. Определение коэффициентов кинетической энергии и количества движения.

№8. Гидравлические сопротивления по длине в трубопроводе круглого сечения.

№9.Определение коэффициента местного сопротивления при резком осесимметричном расширении трубопровода.
4.4. Расчетные задания

4 семестр
Давление в покоящейся жидкости.

Силы давления покоящейся жидкости на плоские стенки.

Силы давления покоящейся жидкости на криволинейные стенки. Плавание тел.

Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости. Гидравлические сопротивления.

Истечение через отверстия, насадки и водосливы.

Расчет простых трубопроводов.
4.5. Курсовые проекты и курсовые работы
Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием раздаточного материала.

Практические занятия заключаются в разборе типовых задач с использованием раздаточного материала.

Лабораторные занятия заключаются в экспериментальном изучении равновесия и движения жидкости и включают использование лицензионных пакетов программ.

Самостоятельная работа включает проработку студентом изложенного на лекциях и практических занятиях учебного материала, выполнение расчетного задания, подготовку к контрольным опросам, контрольным работам, защитам лабораторных работ, зачету и экзамену.
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕХЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Для текущего контроля успеваемости используются контрольные опросы, контрольные работы, защиты лабораторных работ в форме тестирования и беседы со студентами.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины определяется как оценка на экзамене.

В приложение к диплому вносится оценка за 4 семестр.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1. Литература:

а) основная литература:

Емцев Б.Т. Техническая гидромеханика: Учебник для вузов по специальности «Гидравлические машины и средства автоматики». – 2-изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1987.
Сборник задач по машиностроительной гидравлике. Учеб. пособие для машиностроительных вузов/ Д.А. Бутаев, З.А. Калмыкова, Л.Г.Подвидз и др. Под ред. И.И. Куколевского, Л.Г. Подвидза. – 5-изд., стереотипное. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002 г.
Лабораторный практикум по гидромеханике под ред. П.М.Слисского. – М.: Издательство МЭИ. 1975.

б) дополнительная литература

Кудинов А.А. Техническая гидромеханика: учеб. пособ. М.: Машиностроение, 2008.
Емцев Б.Т. Основы газовой динамики. Учебное пособие по курсу «Механика жидкости и газа». – М.: Изд-во МЭИ, 1999.
Гидростатика и гидродинамика вязкой жидкости: учебное пособие / Е.Ю.Зуева. – М.: Издательский дом МЭИ, 2011 (в печати).
Механика жидкости и газа. Лабораторный практикум: учебное пособие/ А.М. Грибков, А.И.Давыдов, Е.И.Пятигорская, С.В.Филатов; под ред. Б.Т. Емцева. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

лицензионное программное обеспечение:

«Маthcad», «MatLab», «Flow Vision».
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебно-лабораторной аудитории, снабженной необходимыми лабораторными стендами и демонстрационными приборами.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника» и профилю «Энергетика теплотехнологии».
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Зуева Е.Ю.
«СОГЛАСОВАНО»:

Зав. кафедрой Энергетики высокотемпературных технологий

д.т.н., профессор Степанова Т.А.
«УТВЕРЖДАЮ»

Зав. кафедрой Гидромеханики и гидравлических машин

им. В.С. Квятковского

к.т.н., доцент Грибков А.М.

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Рабочая программа учебной дисциплины гражданское процессуальное право... Рабочая программа учебной дисциплины одобрена на заседании кафедры трудового, экологического права и гражданского процесса		Рабочая программа учебной дисциплины материаловедение 2013 рабочая... Рабочая программа учебной дисциплины «Материаловедение» разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта...
	Рабочей программы учебной дисциплины рабочая программа учебной дисциплины «Конкурентное право» Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины (пререквизиты)		Рабочей программы учебной дисциплины рабочая программа учебной дисциплины «Банковское право» Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины (пререквизиты)
	Рабочей программы учебной дисциплины рабочая программа учебной дисциплины «Конкурентное право» Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины (пререквизиты)		Рабочая программа учебной дисциплины литература название учебной дисциплины Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...
	Рабочая программа учебной дисциплины химия 2012г рабочая программа... Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования Ярославской области		Рабочая программа учебной дисциплины физика 2012 рабочая программа... Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования Ярославской области Пошехонский сельскохозяйственный...
	Рабочей программы учебной дисциплины рабочая программа учебной дисциплины... Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины (пререквизиты)		Рабочая программа учебной дисциплины бд02. Литература Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения учебной дисциплины
	Рабочая программа учебной дисциплины математика 2013 рабочая программа... Рабочая программа учебной дисциплины «Математика» разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта...		Рабочая программа учебной дисциплины Основная образовательная программа... ...
	Рабочая программа учебной дисциплины русский язык 2015 г рабочая... Рабочая программа учебной дисциплины «Русский язык» разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта...		Программы учебной дисциплины 4 структура и содержание учебной дисциплины Рабочая программа учебной дисциплины Основы микробиологии и иммунологии является частью основной профессиональной образовательной...
	Паспорт рабочей программы учебной дисциплины 4 структура и содержание учебной дисциплины Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с фгос спо...		Тематический план учебной дисциплины Учебно-методическое обеспечение... Фгбоу впо «Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации»

Рабочая программа учебной дисциплины «гидрогазодинамика»

Похожие: