Учебно-методический комплекс дисциплины «Гидравлика»

Скачать 398.85 Kb.

Название	Учебно-методический комплекс дисциплины «Гидравлика»
страница	2/5
Дата публикации	25.01.2015
Размер	398.85 Kb.
Тип	Учебно-методический комплекс

100-bal.ru > Математика > Учебно-методический комплекс

1 2 3 4 5

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД)

«Гидравлика»

280102.65 «Безопасность технологических процессов и производств»

Квалификация выпускника – инженер

Форма подготовки очная /заочная

Инженерная школа

Кафедра Гидротехнического строительства водных, морских путей и портов

курс __3_/3_ семестр __6_

лекции 32/12 (час.)

практические занятия__16/4__час.

всего часов аудиторной нагрузки__48_/16_ (час.)

самостоятельная работа ___64/96 ____ (час.)

зачет ___6 ___ семестр

Рабочая программа учебной дисциплины составлена в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта, утвержденного приказом Министерства образования Российской Федерации от 02.03.2000 г. № 686.

Рабочая программа учебной дисциплины обсуждена на заседании кафедры «___1__» _сентября2011г.

Заведующий кафедрой Земляной В.В__________________ 1 сентября 2011 г.

Аннотация курса «Гидравлика»

Гидравлика - одна из фундаментальных дисциплин общетехнического цикла, предметом изучения которой являются общие законы равновесия и движения капельных жидкостей, а также методы применения этих законов для решения задач специфичных для строительной техники.

Гидравлика представляет один из разделов профессиональной физики. Является необходимой для подготовки специалистов различных отраслей. Аппарат дисциплины широко используется для решения целого ряда задач в области гидротехники, водоснабжения и водоотведения, теплогазоснабжения и вентиляции, строительного дела, нефтегазового дела.

Цели и задачи дисциплины

Гидравлика – прикладная общетехническая наука, целью которого является изучение законов равновесия и движения жидкостей и газов и применение этих законов к решению различных задач инженерной практики и, в частности, в области водоснабжения и водоотведения населенных мест.

Начальные требования к освоению гидравлики (перечень предшествующих дисциплин):

изучение дисциплины «Гидравлика» осуществляется с помощью и на основании знаний основных общенаучных и общетехнических дисциплин, таких как высшая математика (разделы дифференциальных и интегральных исчислений, численные методы решения задач, математическое моделирование), физика (законы сохранения массы, энергии, количества движения и др.), теоретическая механика (уравнение моментов сил, статический момент сил, момент инерции сил, теорема об изменении кинетической энергии тела, уравнение момента количества движения и др.), сопротивлении материалов (упругость материала, напряжения и т.д.).

Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате теоретического изучения дисциплины студент должен знать основные законы, действующие в жидкостях, находящихся в состоянии покоя (относительного и абсолютного) и в движущихся жидкостях, основные расчетной зависимости, необходимые для гидравлического расчета систем, методы и технологию их применения; уметь пользоваться при решении практических задач справочной и научной литературой.
Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего часов	Распределения по семестрам
Вид учебной работы	Всего часов	VI
Общая трудоемкость дисциплины	112	112
Лекции	32	32
Лабораторные занятия	-	-
Практические занятия	16	16
Всего самостоятельная работа	64	64
В том числе: курсовое проектирование	-	-
Другие виды (РГЗ, рефераты и др.)	-	-
Вид итогового контроля (экзамен, зачет)	экзамен	экзамен

Распределение учебного материала по видам занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Распределение по видам (час)
№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Лек	ЛЗ	ПЗ	СРС
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16	Вводные сведения. Основные физические свойства жидкостей и газов Гидростатическое давление и его свойства. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера. Основные уравнения гидростатики. Измерение гидростатического давления. Понятие о напоре. Определение силы суммарного гидростатического давления на плоскости и криволинейные стенки. Основы кинематики. Дифференциальные уравнения движения невязкой жидкости, их интегрирование. Уравнения Навье – Стокса. Одномерное движение несжимаемой жидкости. Уравнение Бернулли. Уравнение об изменение количества движения и теорема моментов импульсов для установившегося напора несжимаемой жидкости. Два режима движения жидкости. Особенности ламинарного режима движения. Турбулентность и её статистические характеристики. Конечно-разностная форма уравнений Рейнольдса Опыты Никурадзе. Местные гидравлические сопротивления и потери напора. Расчет простых коротких трубопроводов. Расчет сложного разомкнутого трубопровода. Гидравлический удар в трубах. Общая схема применения численных методов и их реализация на ЭВМ. Подобие гидромеханических процессов.	2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2		2 2 2 2 2 2 2 2	4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА

Раздел 1. Вводные сведения. Основные физические свойства жидкостей и газов.
Тема 1. Вводные сведения. Определения и задачи курса гидравлики. Связь его с другими дисциплинами. Основные физические свойства жидкостей и газов: плотность, сжимаемость, тепловое расширение, вязкость.
Раздел 2. Гидростатическое давление и его свойства. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера.
Тема 1. Равновесие капельных жидкостей. Силы, действующие в жидкостях: поверхностные и массовые. Гидростатическое давление, единицы измерения гидростатического давления. Два свойства гидростатического давления.

Тема 2. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости в форме Эйлера. Поверхности уровня.
Раздел 3. Основные уравнения гидростатики. Измерение гидростатического давления. Понятие о напоре.
Тема 1. Основные уравнения гидростатики в поле сил тяжести. Абсолютное и манометрическое

давление, вакуум. Измерения давления. Понятие о гидростатическом напоре, его энергетический смысл. Закон Паскаля.
Раздел 4. Определение силы суммарного гидростатического давления на плоскости и криволинейные стенки.
Тема 1. Определение силы суммарного гидростатического давления на плоские и криволинейные поверхности.
Раздел 5. Основы кинематики.
Тема 1. Основы кинематики жидкости. Два метода описания движения жидкости. Понятие о линиях и трубках тока. Понятие о расходе жидкости.

Тема 2. Уравнение неразрывности в обычной и дифференциальной форме.
Раздел 6. Дифференциальные уравнения движения невязкой жидкости, их интегрирование.

Уравнения Навье – Стокса.
Тема 1. Дифференциальные уравнения движения невязкой жидкости Эйлера, их интегрирование. Интеграл Бернулли вдоль линии тока элементарной струйки для потенциального движения.

Тема 2. Уравнения Навье-Стокса для вязкой жидкости.
Раздел 7. Одномерное движение несжимаемой жидкости. Уравнение Бернулли.
Тема 1. Одномерное движение несжимаемой жидкости. Уравнение Бернулли для струйки и потока вязкой несжимаемой жидкости. Геометрическая и энергетическая интерпретация уравнения Бернулли для струйки и потока идеальной и вязкой жидкости.

Тема 2. Коэффициент Кориолиса. Линия энергии и пьезометрическая линия. Применение уравнения Бернулли к применению практических задач.

Раздел 8. Уравнение об изменение количества движения и теорема моментов импульсов для установившегося напора несжимаемой жидкости.
Тема 1. Уравнение об изменение количества движения и теорема моментов импульсов для установившегося напора несжимаемой жидкости.

Тема 2. Одномерное стационарное течение газа по трубе переменного сечения.
Раздел 9. Два режима движения жидкости. Особенности ламинарного режима движения.
Тема 1. Общие сведения о гидравлических сопротивлениях, их виды. Основные уравнения равномерного движения.

Тема 2. Два режима движения жидкости. Основные особенности ламинарного движения. Распределение скоростей, касательных напряжений по трубе круглого сечения, средняя скорость и расход.
Раздел 10. Турбулентность и её статистические характеристики. Конечно-разностная форма уравнений Рейнольдса.
Тема 1. Турбулентность и ее основные статические характеристики.

Тема 2. Уравнение Навье-Стокса и уравнения Рейнольдса в конечно-разностной форме.
Раздел 11. Опыты Никурадзе.
Тема 1. Обобщение вопроса о потерях напора по длине при ламинарном и турбулентном режимах движения.

Тема 2. Исследования И.Никурадзе и Л.Прандтля.
Раздел 12. Местные гидравлические сопротивления и потери напора.
Тема 1. Местные гидравлические сопротивления. Формула Вейсбаха для расчета местных потерь коэффициенты местных сопротивлений для различных случаев потерь.

Тема 2. Взаимное влияние местных сопротивлений. Коэффициент сопротивления системы.
Раздел 13. Расчет простых коротких трубопроводов.
Тема 1. Расчет простых коротких трубопроводов.
Раздел 14. Расчет сложного разомкнутого трубопровода.

Тема 1. Расчет сложного разомкнутого трубопровода.
Раздел 15. Гидравлический удар в трубах. Общая схема применения численных методов и их реализация на ЭВМ.
Тема 1. Гидравлический удар в трубах. Формула Н.Е.Жуковского. меры предотвращения гидравлического удара.

Тема 2. Основы метода конечных разностей. Конечно-разностная аппроксимация уравнений в частных производных. Численные методы решения уравнений Навье-Стокса.

Раздел 16. Подобие гидромеханических процессов.
Тема 1. Основные понятия о подобии гидравлических процессов. Критерии гидродинамического подобия. Основные правила моделирования.

II. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА

№ п/п	Номер раздела п. 5.1	Наименование практической работы
1 2 3 4 5 6 7 8	1 4 4 7 13 14 15 16	Физические свойства жидкостей Сила гидростатического давления, действующая на плоские стенки. Сила гидростатического давления, действующая на криволинейную поверхность. Задачи на применение уравнения Бернулли в технике. Расчет короткого простого трубопровода. Расчет длинного разомкнутого трубопровода. Гидравлический удар в трубах. Основы теории подобия.

График изучения дисциплины

Вид учебных занятий

№ недели

лекции

ПЗ

Аттестация (промежуточная)

III. КОНТРОЛЬ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ КУРСА.

1. Контрольные тесты для определения минимального уровня освоения программы дисциплины

? Плотность жидкости измеряется в

м³/кг

н/м³

кг/м³

м²/н
? С увеличением температуры вязкость капельных жидкостей

увеличивается

уменьшается

не изменяется

становится равной нулю
? Величина гидравлического уклона при движении реальной жидкости

положительна

отрицательна

знакопеременна

равна нулю
? Закону распределения абсолютного гидростатического давления по глубине выражается уравнением:

p = ρgh

p = p_o + ρgh

Р = ρgh + a + p_o

p = h + ρga
? Удельная потенциальная энергия при равномерном движении потока вязкой жидкости

остается постоянной

убывает

увеличивается

вначале убывает, а затем увеличивается
2. Перечень типовых экзаменационных вопросов (экзаменационные билеты)

Каковы основные физические свойства жидкости?
Что называется гидростатическим давлением? Каковы основные его свойства?
Как выражается основное уравнение гидростатики?
Что называется гидростатическим напором? В чём состоит физический смысл напора?
Что называется абсолютным давлением, манометрическим (избыточным) давлением? В каких единицах измеряется гидростатическое давление?
Что называется вакуумом, вакуумметрической высотой и вакуумметрическим давлением?
Что называется поверхностью уровня и как это понятие используется при решении технических задач?
Какую форму принимает поверхность равного давления при вращении жидкости вместе с сосудом вокруг вертикальной оси с постоянной угловой скоростью?
Сформулируйте закон Паскаля. Приведите примеры гидравлических установок, действие которых основано на законе Паскаля.
Как определить силу суммарного гидростатического давления (абсолютного и избыточного) на плоскую стенку произвольного очертания аналитическим методом?
Как определить силу абсолютного и избыточного гидростатического давления графоаналитическим методом на плоскую прямоугольную стенку?
Что называется центром давления? Как определяются его координаты?
Как определяется суммарное гидростатическое давление на криволинейную поверхность и его точку приложения?
Сформулируйте закон Архимеда.
По каким признакам установившееся движение жидкости отличается от неустановившегося, равномерное от неравномерного, напорное от безнапорного?
Изложите понятие о струйчатой модели потока. Что учитывается гидравлическим радиусом?
Что называется расходом жидкости? Каковы методы его определения?
Запишите уравнение постоянства расхода для несжимаемой жидкости в обычной и дифференциальной форме.
Между какими величинами устанавливают связь дифференциальные уравнения движения идеальной жидкости Эйлера?
Каков геометрический и энергетический смысл различных членов уравнения Бернулли для целого потока вязкой жидкости?
От чего зависит численное значение коэффициента Кориолиса?
Что называется гидравлическим и пьезометрическим уклоном?
Какие два режима движения вы знаете, каковы их характерные особенности? Как определить число Рейнольдса для труб круглого и произвольного сечения?
Как определить режим движения жидкости по критерию Рейнольдса?
Как распределяется скорость и касательные напряжения по живому сечению круглой трубы при ламинарном движении жидкости?
Как определяются потери напора по длине при ламинарном режиме движения? Формула Пуазейля.
Что понимается под пульсацией скорости в турбулентных потоках?
Что понимается под турбулентными касательными напряжениями?
Как распределяется скорость по живому сечению турбулентного потока?
Как определяются потери напора по длине на трение по формуле Дарси? Проанализируйте величины входящие в формулу.
От чего зависит коэффициент гидравлического трения при ламинарном движении?
Какие области зависимости коэффициента гидравлического трения характерны для турбулентного движения? От каких факторов зависит коэффициент гидравлического трения в этих областях?
Каким образом для технических труб определяется область сопротивления турбулентного режима по предельным числам Рейнольдса?
Какие сопротивления называются местными? По какой формуле определяются потери напора на местные сопротивления?
Как определить коэффициент сопротивления системы?
Каковы особенности расчёта простых коротких трубопроводов?
Каковы особенности расчета магистрали и ответвлений длинного трубопровода?
Что называется гидравлическим ударом в трубах? Запишите формулу Н.Е. Жуковского для нахождения повышения давления в трубопроводе при гидравлическом ударе.
Какие критерии подобия используют при гидравлическом моделировании?
Укажите сущность моделирования гидравлических явлений по критерию Фруда.
Какие условия необходимы для соблюдения подобия при моделировании по критерию Рейнольдса?

IV. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ.
Основная литература

Ухин Б.В. Инженерная гидравлика ; Учебное пособие. – М.; АСВ, 2011г.. – 343 с.

Дополнительная литература

Лапшев Н.Н. «Гидравлика, водоснабжение и канализация» – 4-е изд., стер.-М: Издательский центр «Академия», 2012г. - 272 с.
Лапшев Н.Н. «Гидравлика, водоснабжение и канализация» – 4-е изд., стер.-М: Издательский центр «Академия», 2007г. - 272 с.
Зверева В.А., Земляная Н.В., Земляной В.В. Гидравлика: учебно-методич, комплекс \ ДВГТУ. - Владивосток: Изд. ДВГТУ, 2008, - 372 с

Справочная литература

1. Справочник по гидравлическим расчётам. Под редакцией П.Г. Киселёва – М.: Энергия. 1972

2. Курганов А.М., Фёдоров Н.Ф. Гидравлические расчёты систем водоснабжения и водоотведения. Справочник. – Л.: Стройиздат. 1986
Программное обеспечение

Контролирующая программа (тесты).
Программа для подбора диаметра простого трубопровода на ЭВМ на языке FORTRAN.
Программы для построения графика потребного напора на ЭВМ на языке FORTRAN.

Электронно-библиотечные ресурсы:

Ртищева А.С. Теоретические основы гидравлики и теплотехники: Учебное пособие. - Ульяновск: УлГТУ, 2007. - 171 с. http://window.edu.ru/resource/871/48871/files/174.pdf
Графоаналитический метод расчета простых и сложных трубопроводов. Учебное пособие по курсу "Основы гидравлики и гидропривода" для специальности 190603.65 "Сервис транспортных и технологических машин и оборудования" (по видам) / А.В. Лепешкин, С.Д. Пхакадзе, В.Е. Суздальцев, Р.Х. Курмаев; под редакцией профессора А.А. Михайлина - М., МАМИ, 2010. - 33 с. http://window.edu.ru/resource/791/78791/files/mami_dz_service.pdf
Кордон М.Я., Симакин В.И., Горешник И.Д. Гидравлика: Учебное пособие. - Пенза: ПГУ, 2005. - 71 с. http://window.edu.ru/resource/862/36862/files/stup088.pdf

8. Технические и электронные средства обучения, иллюстрационные материалы в т.ч. специализированное и лабораторное оборудование
8. 1. Список иллюстрационных материалов (плакаты)

1. Физические свойства жидкостей

2. Уравнение Д. Бернулли

3. Примеры местных гидравлических сопротивлений структуры течения и расчетные формулы

4. Графики Никурадзе зависимости

5. Силы давления покоящиеся жидкости на плоские симметричные стенки

6. Давление на цилиндрические поверхности

7. Графики Кольбрука-Уайта

8. Структура потока в насадках разного типа

9. Истечение через малые отверстия. Коэффициенты скорости, сжатия, расхода.

10. Структура потока в круглых трубах

11. Основные зависимости для определения параметров свободной струи

12. Вихревые линии и трубки. Циркуляция

13. Напряженное состояние жидкой среды

10. Рейтинговая оценка по дисциплине

Распределение баллов по видам учебных работ:

№ п/п	Наименование работ	Распределение баллов
1	Теоретический материал	15
2	Лабораторные работы	20
3	Индивидуальные домашние задания	20
4	Решение задач	15
5	Посещаемость	10
6	Зачет	20
	Итого	100

Перевод баллов в пятибалльную шкалу:

Отлично	76-100
Хорошо	51-75
Удовлетворительно	26-50
Неудовлетворительно	более 25

При набранной общей сумме баллов менее 25 по результатам третьей аттестации студент не допускается к итоговой аттестации по дисциплине.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

(ДВФУ)

Инженерная школа

1 2 3 4 5

	Учебно-методический комплекс дисциплины красноярск 2012 пояснительная... Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) «Психодиагностика» для студентов заочной формы обучения (3,5 года обучения) по специальности...		Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности... Пинигина Е. П. Гидравлика с основами гидротехники. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020601....
	Учебно-методический комплекс дисциплины специальность 100110. 65... Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) «Информационная культура» состоит из следующих элементов		Учебно-методический комплекс дисциплины специальность: 050706. 65 «Педагогика и психология» Настоящий учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) «Психолого-педагогическая коррекция» для студентов 5-го заочного отделения...
	Учебно-методический комплекс дисциплины специальность : 040101. 65... Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) «Информатика» для студентов очной формы обучения по специальности 040101. 65 социальная...		Учебно-методический комплекс дисциплины по выбору направление 050700. 62 «Педагогика» Настоящий учебно-методический комплекс дисциплины по выбору (умкд) «Психолого-педагогическая коррекция» для студентов 4-го курса...
	Пояснительная записка Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд)... Учебно-методический комплекс дисциплины составлен к п н., доцентом Грасс Т. П., д э н., профессором Е. В. Щербенко		Учебно-методический комплекс «дисциплины» Учебно-методический комплекс «дисциплины» физическая культура составлен в соответствии с Государственным образовательным стандартом...
	Учебно-методический комплекс дисциплины Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...		Учебно-методический комплекс дисциплины по направлению подготовки... Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) «Основы экономических учений» состоит из следующих элементов
	Учебно-методический комплекс дисциплины по направлению подготовки... Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) «Основы экономических учений» состоит из следующих элементов		Пояснительная записка Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд)... Учебно-методический комплекс дисциплины составлен к п н., доцентом Грасс Т. П., д э н., профессором Е. В. Щербенко
	Учебно-методический комплекс «дисциплины» Учебно-методический комплекс «дисциплины» физическая культура составлен в соответствии с Государственным образовательным стандартом...		Учебно-методический комплекс дисциплины Учебно-методический комплекс дисциплины Культура повседневности зарубежных стран Направление/ специальность — 031400. 62, культурология...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «информатика» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...		Учебно-методический комплекс дисциплины «Риторика» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...

Учебно-методический комплекс дисциплины «Гидравлика»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД)

Форма подготовки очная /заочная

Похожие: