Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности 020601. 65 «Гидрология»

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт математики, естественных наук и информационных технологий Кафедра геоэкологии Пинигина Е.П. ГИДРАВЛИКА С ОСНОВАМИ ГИДРОТЕХНИКИ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020601.65 «Гидрология». Форма обучения очная Тюменский государственный университет 2011 Пинигина Е.П. Гидравлика с основами гидротехники. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020601.65 «Гидрология», форма обучения очная. Тюмень, 2011, 9 стр. Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки. Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: Гидравлика с основами гидротехники [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk.utmn.ru., свободный. Рекомендовано к изданию кафедрой геоэкологии. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета. ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: Ларин С.И., к.г.н., доцент © Тюменский государственный университет, 2011. © Пинигина Е.П., 2011. 1. Пояснительная записка Цель и задачи освоения дисциплины Цель: дать представление о законах движения и равновесия жидкости и способах приложения этих законов к решению различных задач инженерно-технических направлений. Задачи: Ознакомить будущих специалистов-гидрологов с физико-механическими свойствами жидкостей, вопросами гидростатики и гидродинамики жидкости. Рассмотреть основы теории гидродинамического подобия. Обучить навыкам выполнения расчетных работ гидравлического направления. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Гидравлика с основами гидротехники» входит в цикл общепрофессиональных дисциплин. Преподавание «Гидравлики» опирается на знание законов физики, теоретической механики и владение математическими методами. Дисциплина «Гидравлика» является фундаментальной технической дисциплиной. Ее основополагающие принципы и методы используются при решении многообразных практических задач в любой, по существу, сфере производства, а особенно в гидротехнике, мелиорации, водоснабжении, канализации, теплогазоснабжении, гидромеханизации, гидроэнергетике, водном транспорте и др. 2. Структура и трудоемкость дисциплины Семестр 5. Форма промежуточной аттестации –зачёт. Общая трудоемкость дисциплины составляет 100 часов. 3. Тематический план Таблица 1 Тематический план № п/п Раздел дисциплины Неделя семестра Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час. Итого часов по теме Итого количество баллов Лекции Семинарские и практические занятия Самостоятельная работа 1 2 3 4 5 6 7 8 Модуль 1 1 Тема № 1. Введение в гидравлику 1 2 - 1 3 0-5 2 Тема № 2. Свойства жидкостей 2 2 2 4 8 0-10 3 Тема № 3. Гидростатика 3-4 4 2 5 11 0-10 4 Тема № 4. Гидродинамика 5-6 4 2 5 11 0-10 Всего 12 6 15 33 0-35 Модуль 2 5 Тема № 5. Основы теории гидродинамического подобия 7-9 6 3 8 17 0-15 6 Тема № 6. Классификация гидравлических потерь. Режимы течения жидкости 10-12 6 3 8 17 0-15 Всего 12 6 16 34 0-30 Модуль 3 7 Тема № 7. Равномерное движение воды в открытых руслах 13-14 4 2 5 11 0-15 8 Тема № 8. Истечение жидкости через отверстия и насадки 15-16 4 2 5 11 0-10 9 Тема № 9. Водосливы 17-18 4 2 5 11 0-10 Всего 12 6 15 33 0-35 Итого (часов, баллов) 36 18 46 100 0-100 Таблица 2 Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля № темы Устный опрос Письменные работы Итого количество баллов Коллоквиумы Блиц-опрос Активное резюмирование Практическая работа Контрольная работа Реферат Модуль 1 1. - - - - - 0-5 0-5 2. - 0-2 - 0-4 0-4 - 0-10 3. - 0-2 - 0-4 0-4 - 0-10 4. - 0-2 - 0-4 0-4 - 0-10 Всего - 0-6 - 0-12 0-12 0-5 0-35 Модуль 2 5. - 0-5 - 0-5 0-5 - 0-15 6. - 0-5 - 0-5 0-5 - 0-15 Всего - 0-10 - 0-10 0-10 - 0-30 Модуль 3 7. 0-5 0-5 0-5 - - 0-15 8. - 0-5 - 0-5 - - 0-10 9. - 0-5 - 0-5 - - 0-10 Всего 0-5 0-10 0-5 0-15 - - 0-35 Итого 0-5 0-5 0-100 Таблица 3 Планирование самостоятельной работы студентов № Модули и темы Виды СРС Неделя семестра Объём часов Кол-во баллов обязательные дополнительные Модуль 1 1.1 Тема № 1. Введение в гидравлику Подготовка реферата 1 1 0-5 1.2 Тема № 2. Свойства жидкостей Подготовка к контрольной работе Решение задач 2 4 0-10 1.3 Тема № 3. Гидростатика Подготовка к контрольной работе Решение задач 3-4 5 0-10 1.4 Тема № 4. Гидродинамика Подготовка к контрольной работе Решение задач 5-6 5 0-10 Всего по модулю 1 15 0-35 Модуль 2 2.1 Тема № 5. Основы теории гидродинамического подобия Подготовка к контрольной работе 7-9 8 0-15 2.2 Тема № 6. Классификация гидравлических потерь. Режимы течения жидкости Подготовка к контрольной работе Решение задач 10-12 8 0-15 Всего по модулю 2 16 0-30 Модуль 3 3.1 Тема № 7. Равномерное движение воды в открытых руслах Активное резюмирование Подготовка к коллоквиуму Решение задач 13-14 5 0-15 3.2 Тема № 8. Истечение жидкости через отверстия и насадки Решение задач 15-16 5 0-10 3.3 Тема № 9. Водосливы Выполнение расчетно-графических заданий 17-18 5 0-10 Всего по модулю 3 15 0-35 Итого 46 100 4. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами Гидравлика широко использует теоретические положения физики (гидромеханика); рассматривает многие вопросы гидрологии, в частности, законы движения речных потоков, перемещения ими наносов, льда и шуги, процессы формирования русла и т. д. (речная гидравлика – динамика русловых потоков). Содержание дисциплины Тема № 1. Введение в гидравлику. Предмет гидравлики и ее задачи. Краткий исторический обзор развития гидравлики. Методологические основы, связь с другими науками. Определение науки «Гидромеханика». Реальные и идеальные жидкости. Единицы измерения физических величин. Тема № 2. Свойства жидкостей. Основные физико-механические свойства. Вязкость. Закон Ньютона для внутреннего трения в жидкости. Зависимость вязкости от температуры и давления. Вискозиметры. Тема № 3. Гидростатика. Силы, действующие в жидкости. Гидростатическое давление. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости. Потенциал массовых сил. Интеграл уравнений Эйлера для несжимаемой жидкости. Уравнение поверхности равного давления. Основное уравнение гидростатики. Методы и приборы для измерения давления. Абсолютное и избыточное давление. Вакуум. Гидростатический напор и энергетический закон для жидкости, находящейся в равновесии. Интегрирование уравнений Эйлера для случая относительного покоя жидкости. Сила давления жидкости на криволинейную поверхность произвольной формы. Частные случаи расчета сил, действующих на криволинейные поверхности закономерных форм. Сила давления жидкости на плоскую стенку произвольной формы. Гидростатический парадокс. Центр давления и определение его координат. Простые гидравлические машины. Гидравлический пресс. Гидравлический аккумулятор. Закон Архимеда. Условия плавучести и остойчивости тел, частично погруженных в жидкость. Тема № 4. Гидродинамика. Основные кинематические понятия и определения. Два метода исследования движения жидкости. Траектории частиц и линии тока. Установившееся движение. Струйчатая модель движения. Трубка тока. Расход жидкости. Средняя скорость. Дифференциальные уравнения линий тока. Плоское движение. Функция тока. Вихревое и безвихревое потенциальное течение жидкости. Уравнение неразрывности в переменных Эйлера в декартовой системе координат. Дифференциальные уравнения движения идеальной (невязкой) жидкости (уравнения Эйлера). Дифференциальные уравнения движения вязкой жидкости (уравнения Навье — Стокса). Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости. Физический и геометрический смысл уравнения Бернулли. Напор жидкости. Уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Графическая иллюстрация уравнения Бернулли для потока реальной жидкости. Практическое применение уравнения Бернулли. Трубка Прандтля. Трубка Вентури, сопло, диафрагма. Тема № 5. Основы теории гидродинамического подобия. Основные понятия и определения теории подобия. Теоремы теории подобия. Критерии подобия. Физический смысл критериев подобия. Метод анализа размерностей. Тема № 6. Классификация гидравлических потерь.Режимы течения жидкости. Два режима движения жидкости. Равномерное движение жидкости. Основное уравнение равномерного потока. Уравнение динамического равновесия равномерного потока. Ламинарное движение жидкости. Расход жидкости. Коэффициент линейных потерь при ламинарном движении жидкости. Формирование изотермического ламинарного потока. Основы гидродинамической теории смазки. Турбулентное движение жидкости. Турбулентное перемешивание. Пульсация скоростей и напряжений при турбулентном режиме. Осреднение скоростей. Осреднение напряжений. Структура турбулентного потока. Касательные напряжения в турбулентном потоке. Полуэмпирические теории турбулентности. Логарифмический закон распределения скоростей в круглой трубе. Экспериментальные данные для коэффициента гидравлического сопротивления. Опыты Никурадзе и Зегжда. Теоретическое определение коэффициента гидравлического сопротивления для турбулентного движения. Местные сопротивления. Зависимость коэффициента местных потерь от числа Рейнольдса. Принцип наложения потерь напора. Коэффициент сопротивления системы. Основные расчетные формулы для определения потерь напора. Тема № 7. Равномерное движение воды в открытых руслах. Типы открытых русел. Условия существования равномерного движения. Основные уравнения равномерного движения. Определение средней в сечении скорости и расхода при равномерном движении. Допускаемые неразмывающие и незаиляющие средние в сечении скорости. Определение нормальной глубины протекания потока. Гидравлические элементы живого сечения потока. Выбор расчетной скорости. Гидравлически наивыгоднейшее сечение русла. Расчет русел трапецеидального поперечного сечения. Вычисление геометрических элементов русел замкнутого сечения при безнапорном движении. Типы задач по расчету открытых русел трапецеидального поперечного сечения при равномерном движении. Тема № 8. Истечение жидкости через отверстия и насадки. Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке. Истечение жидкости через большое отверстие. Истечение жидкости через затопленное отверстие. Истечение жидкости при переменном напоре. Истечение жидкости через насадки. Гидравлический расчет открытых русел. Взаимодействие потока и твердого тела. Тема № 9. Водосливы. Классификация водосливов. Гидравлический расчет водосливов. Планы практических занятий Практическое занятие № 1 по теме № 2 Свойства жидкостей Практическое занятие № 2 по теме № 3 Гидростатика Практическое занятие № 3 по теме № 4 Гидростатика Практическое занятие № 4 по теме № 5 Основы теории гидродинамического подобия Практическое занятие № 5 по теме № 6 Классификация гидравлических потерь. Режимы течения жидкости Практическое занятие № 6 по теме № 7 Равномерное движение воды в открытых руслах Практическое занятие № 7 по теме № 8 Истечение жидкости через отверстия и насадки Практическое занятие № 8 по теме № 9 Водосливы 7. Учебно–методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля) Основные виды самостоятельной работы студентов – выполнение расчетно-графических работ. Результаты работы оформляются в виде решения типовых задач в специальной тетради. Тематика задач соответствуют основным разделам курса. Для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации в течении семестра проводится несколько устных опросов, тест-контрольных работ и коллоквиумов. Форма итогового контроля – зачет по практическим и семинарским занятиям по лекционному курсу. 8. Образовательные технологии Лекционно-практическая система обучения. Методика подбора задач обусловлена практической направленностью курса и ранжированием по сложности. 9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 9.1. Основная литература Кудинов В.А. Гидравлика: Учеб.пособие. – М.: Высш.шк., 2008. – 199 с. Метревели В.Н. Сборник задач по курсу гидравлики с решениями: Учеб.пособие для вузов. – М.: Высш.шк., 2008. – 192 с. 9.2. Дополнительная литература Барышников Н.Б. Морфология, гидрология и гидравлика пойм. – Л.: Гидрометеоиздат, 1984. – 280 с. Караушев, А. В. Гидравлика рек и водохранилищ (в задачах): [учеб.пособие]/ А. В. Караушев ; ред. В. М. Маккавеев. - Ленинград: Речной транспорт, 1955. - 292 с. 10. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины Учебная аудитория с проекционной техникой для проведения лекционных занятий и практических занятий. Компьютерный класс. Наличие справочных материалов (справочных таблиц), содержащих необходимые для расчетов данные в соответствии с принятой системой единиц.

Похожие:

	Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности... Л. В. Переладова. Грунтоведение: учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов, обучающихся по специальности 020601....		Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности... В. А. Ермолаева. География (часть – 2): Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020601. 65 «Гидрология»...
	Программа для студентов специальности 020601. 65 «Гидрология» Н. Г. Осипова. Информатика: Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов эколого-географического факультета,...		Программа для студентов эгф по специальности Гидрология О. А. Алешина. Гидробиология и водная экология. Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов эгф специальности...
	Тюменский государственный университет «утверждаю»: Проректор по учебной работе Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности 020601. 65 «Гидрология»		Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов направления 020601. 65 «Гидрология»
	Пояснительная записка Программа курса рассчитана на 90 часов. Из... Новохатин В. В. Топография. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020601. 65 «Гидрология» очной...		Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности... Рассмотрено на заседании умк именит отделения географии, экологии, природопользования и туризма от 21. 04. 2011 №01
	Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности... Рассмотрено на заседании умк именит отделения географии, экологии, природопользования и туризма от 21. 04. 2011 №01		Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности... Рассмотрено на заседании умк именит отделения географии, экологии, природопользования и туризма от 21. 04. 2011 №01
	М. Г. Чистякова искусство ХХ века Учебно-методический комплекс для студентов очной формы обучения специальности 020601. 65 Гидрология		Учебно-методический комплекс для студентов специальности «Гидрология» Л. В. Переладова. Речной сток и гидрологические расчеты: Учебно-методический комплекс для студентов, обучающихся по специальности...
	Учебно-методический комплекс для студентов специальности «Гидрология» Л. В. Переладова. Гидрогеология: Учебно-методический комплекс для студентов, обучающихся по специальности «Гидрология». Тюмень: Издательство...		Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями... Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов специальности «Биоэкология»
	Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов направления 080200. 62 «Менеджмент» О. И. Девяткова Бизнес- планирование пректа: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности. Тюмень:...		Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности... Федорец Александр Анатольевич. Микро- и нанофлюидика. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности...