РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ. Разработчик: заведующий кафедрой теплотехники и гидравлики

Стр 1 из 5Следующая ⇒

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Гидрогазодинамика», Б3.Б.6

Направление подготовки: 140100 "Теплоэнергетика и теплотехника"

профиль "Промышленная теплоэнергетика"

Форма обучения: очная, заочная, сокращенная

Факультет: Технологический

Кафедра: «Теплотехники и гидравлики»

Семестр (очная): 4,5

№	Вид учебной работы	Семестры (очная форма)	Курс (заочная форма)	Курс (сокращенная форма)
№	Вид учебной работы	4,5	3,4	2
1	Лекции	34	10	10
2	Лабораторные работы	34	10	10
3	Практические занятия	34	10	10
4	Всего аудиторных	102	30	30
5	Из них в интерактивной форме
6	Самостоятельная работа студентов	114	209	213
7	Всего (без зачета)	216	239	243
8	Самостоятельная работа на подготовку, сдачу экзамена (зачета)	36	13	9
9	Общая трудоемкость	252	252	252
	(в зачетных единицах)	7	7	7

Форма контроля: зачет, экзамен

Сыктывкар 2012

Рабочая программа составлена с учетом требований Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) третьего поколения по направлению подготовки 140100 "Теплоэнергетика и теплотехника"

профиль "Промышленная теплоэнергетика" утвержденного 18. 01. 2010.

Рассмотрена и утверждена на заседании кафедры теплотехники и гидравлики

« 11 » мая 2012 г. протокол № 9

Разработчик: заведующий кафедрой теплотехники и гидравлики

________________________________________ Леканова Тамара Леонардовна

Заведующий кафедрой теплотехники и гидравлики

________________________________________ Леканова Тамара Леонардовна

Рабочая программа согласована с факультетом и выпускающей кафедрой направления подготовки на заседании Совета факультета

«_21_»_июня_2012 г. протокол № 10

Декан технологического факультета

______________________________________ Самородницкий Александр Анатольевич

Заведующий выпускающей кафедры «Теплотехника и гидравлика»

______________________________________ Леканова Тамара Леонардовна

1. Цели и задачи дисциплины: Целью преподавания дисциплины «Гидрогазодинамика» является обеспечение теоретической и практической подготовки специалистов, выполняющих проектирование, изготовление и эксплуатацию автомобильных средств и их технического обслуживание. Данный курс обеспечивает глубокое понимание сущности основных законов равновесия и движения жидкостей с целью решения инженерных задач.

2. Место дисциплины в структуре ОПП: Данная дисциплина относится к циклу инженерное обеспечение строительства, вариативная часть, блоку обязательных дисциплин.

Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование таких компетенций, как:

- способностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь их для решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);

- готовностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способностью привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3).

В результате освоения дисциплины студент должен:

•знать: основные понятия, законы гидрогазодинамики; физические свойства капельных жидкостей; практические приложения законов гидростатики и гидродинамики; методы решения основных задач гидростатики и гидродинамики, имеющих практическую направленность;

• уметь: определять основные размеры и параметры гидравлических машин; читать и выполнять чертежи со специальными обозначениями гидравлических машин и аппаратуры в соответствии с ГОСТами;

•владеть: методиками расчета гидравлических систем и подбора гидромеханического оборудования.

Содержание дисциплины

Содержание разделов дисциплины (по лекциям)

№	Наименование разделов	Содержание разделов	Трудоемкость, час	Формируемые компетенции
1	Вводные сведения. Предмет и задачи курса. Основные физические свойства жидкостей и газов на примере плотности, удельного объема, вязкости, поверхностного натяжения.	Понятие жидкости как сплошной непрерывной среды и жидкой частицы, как бесконечно малого объема этой среды. Физические свойства жидкостей: плотность, сжимаемость, температурное расширение, вязкость, поверхностное натяжение и показатели, характеризующие эти свойства. Приборы для измерения вязкости.	1	ПК-2, ПК-3
2	Гидростатика. Гидростатическое давление и его свойства. Физический смысл. Размерность в системных и внесистемных единицах. Диф. уравнение равновесия Эйлера. Основное уравнение гидростатики. Виды напора. Закон Паскаля и его практическое применение. Силы, действующие в жидкостях. Абсолютный и относительный покой (равновесие) жидких сред.	Гидростатическое давление, его свойства. Вывод дифференциальных уравнений равновесия несжимаемой жидкости (уравнения Эйлера), уравнения поверхностей одинаковых давлений. Основное уравнение гидростатики, его физический смысл. Закон Паскаля. Абсолютное, избыточное давление, вакуум, пьезометрическая и вакууметрическая высота, гидростатический напор. Приборы для измерения давлений. Закон сообщающихся сосудов. Давление жидкости на плоские и криволинейные поверхности. Закона Архимеда, условия плавания и статической устойчивости тел.	2	ПК-2, ПК-3
3	Сила давления жидкости на плоские, криволинейные стенки. Приборы для измерения давления	Взаимосвязь условий жизнедеятельности со здоровьем и производительностью труда. Комфортные (оптимальные) условия жизнедеятельности. Климатическая, воздушная, световая, акустическая и психологическая среды, влияние среды на самочувствие, со- стояние здоровья и работоспособность человека. Псхофизиологические и эргономические условия организации и безопасности труда. Принципы, методы и средства организации комфортных условий жизнедеятельности.	2	ПК-2, ПК-3
4	Гидродинамика. Основы кинематики. Скорость и расход жидкости. Установившиеся и неустановившиеся потоки. Уравнение неразрывности. Диф. уравнения несжимаемой жидкости (уравнение Навье Стокса). Виды движения вязкой жидкости.	Основные характеристики и виды движения жидкости, установившееся и неустановившееся движение. Методы изучения движения жидкости Лагранжа и Эйлера, их принципиальное различие. Струйная модель движения жидкости, элементарная струйка, линия и трубка тока, поток. Параметры потока: площадь “живого” сечения, гидравлический радиус, расход, средняя скорость в сечении. Уравнение неразрывности потока, как закон сохранения массы вещества.	2	ПК-2, ПК-3
5	Модель идеальной (невязкой) жидкости. Уравнение Бернулли для идеальной (невязкой жидкости). Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Некоторые практические применения уравнения Бернулли для определения скорости и расхода жидкости.	Уравнение Д. Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости при установившемся движении, как частный случай действия силы тяжести. Уравнения Бернулли для струйки вязкой жидкости и для потока жидкости. Геометрическая и энергетическая интерпретация уравнения Бернулли. Понятие гидравлического уклона. .	2	ПК-2, ПК-3
6	Общая интегральная форма уравнения количества движения. Подобие гидромеханических процессов. Константы подобии, инварианты подобия. Критерии гидродинамического подобия. Теоремы подобия. Общее уравнение энергии в интегральной и дифференциальной формах.	Гидродинамически подобные потоки. Законы гидродинамического подобия для пересчета параметров с модельных объектов на натурные. Геометрическое, кинематическое, динамическое подобие потоков.	2	ПК-2, ПК-3
7	Режимы движения вязкой жидкости. Число Рейнольдса, его критические значения. Скорость и расход жидкости при ламинарном режиме движения жидкости (закон Стокса, уравнение Пуазейля). Турбулентность и ее основные характеристики. Уравнение Рейнольдса. Применение численных методов на ЭВМ.	Математическое выражение, физический смысл и условия применимости критериев подобия: Ньютона, Эйлера, Рейнольдса, Фруда. -теорема и ее применение. Ламинарный и турбулентный режим движения жидкости, число Рейнольдса.	2	ПК-2, ПК-3
8	Одномерные потоки жидкостей. Распределение скоростей по сечению потока. Расчет коэффициента гидравлического трения.	Взаимосвязь потерь напора с видом сопротивления, параметрами потока, режимом движения жидкости, относительной шероховатостью стенок трубы (канала). Характеристика трех областей гидравлических сопротивлений: гладких труб, переходных, шероховатых (квадратичных). Определение для каждой области гидравлического коэффициента трения по формулам Блазиуса, Альштуля, Прандтля, и графикам Никурадзе, Мурина.	2	ПК-2, ПК-3
9	Потери напора на местные сопротивления. Формула Вейсбаха. Коэффициенты местных сопротивлений.	Формула Вейсбаха для определения местных потерь напора. Основные виды местных сопротивлений, формулы и численные значения коэффициентов местных сопротивлений, принцип наложения местных потерь.	2	ПК-2, ПК-3
10	Скорость и расход истечения жидкости из резервуаров при постоянном напоре. Модуль расхода. Продолжительность опорожнения резервуаров при переменном напоре.	Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре в резервуаре. Понятие малого отверстия, тонкой стенки, затопленного и незатопленного отверстий, совершенного и несовершенного сжатия струи. Формулы для определения скорости и расхода жидкости при истечении через малое отверстие. Понятие насадка, конструктивные виды применяемых насадков. Формулы для определения скорости и расхода жидкости через внешний цилиндрический насадок.	2	ПК-2, ПК-3
11	Гидравлический расчет трубопроводов.	Классификация трубопроводов. Основы расчета трубопроводов. Принципы расчета трубопровода, состоящего из последовательно соединенных труб различных диаметров, а также при параллельном, разветвленном, кольцевом соединении труб. Методика расчета сифонных трубопроводов, трубопроводов с путевым и транзитным расходом.	2	ПК-2, ПК-3
12	Неустановившееся движение несжимаемой жидкости. Гидравлический удар. Формула Жуковского Н.Е. Практическое использование гидроудара.	Гидравлический удар в трубопроводе. Способы предотвращения и использования гидроударов.	2	ПК-2, ПК-3
13	Гидравлические машины. Общие сведения. Классификация. Основные параметры.	Объёмный гидропривод, его основные параметры. Источники питания гидропривода.	1	ПК-2, ПК-3
14	Насосы. Классификация. Определение теоретического напора. Характеристики ц/б насоса, работа насоса в сети. Основное уравнение центробежного насоса.	Центробежные насосы: принцип действия, конструкция. Работа насоса на трубопроводную систему. Объёмные насосы: коловратные, роторно-пластинчатые, роторно-поршневые. Параметры насосов.	2	ПК-2, ПК-3
15	Гидродинамические передачи. Назначение, классификация. Основные параметры. Гидромуфты, гидротрансформаторы.	Гидродинамические передачи. Назначение, классификация. Основные параметры. Гидромуфты, гидротрансформаторы	2	ПК-2, ПК-3
16	Гидропривод. Классификация гидроприводов. Рабочие жидкости. Гидродвигатели. Гидроаппаратура направляющая. Гидроаппаратура регулирующая.	Гидроаккумуляторы и их работа в гидравлической системе. Силовые цилиндры и гидромоторы. Методика выбора гидродвигателя. Регулирующая, направляющая и контрольно-измерительная аппаратура. Редукционные и предохранительные клапаны. Дроссели. Золотниковые распределители. Приборы для измерения расхода.	2	ПК-2, ПК-3
17	Вспомогательные устройства. Определение основных параметров объемного гидропривода. Дроссельное регулирование, объемное регулирование гидропривода.	Способы регулирования скоростей движения гидравлических и пневматических исполнительных органов. Объёмное и дроссельное регулирование.	2	ПК-2, ПК-3
18	Гидропневмоприводы. Гидро- и пневмотранспорт. Основы сельскохозяйственного водоснабжения и гидромелиорации.	Гидравлические приводы автоматического регулирования. Следящие приводы. Приводы синхронного движения. Расчёт гидросистем станков. Схемы принципиальные гидравлические. Циклограммы работы исполнительных органов. Порядок расчёта гидропривода.	2	ПК-2, ПК-3

Предшествующие дисциплины

Начертательная геометрия. Инженерная и компьютерная графика

Материаловедение и технология конструкционных материалов

Механика

Последующие дисциплины

Техническая термодинамика

Тепломассообмен

Энергосбережение в теплоэнергетике, теплотехнике и теплотехнологии

№	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	№ разделов данной дисциплины из табл. 5.1., для которых необходимо изучение обеспечиваемых дисциплин
№	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Предшествующие дисциплины
1	Начертательная геометрия. Инженерная и компьютерная графика		+	+		+	+		+
2	Материаловедение и технология конструкционных материалов				+					+
3	Механика	+	+					+
Последующие дисциплины
1	Техническая термодинамика		+		+			+		+
2	Тепломассообмен	+				+	+
3	Энергосбережение в теплоэнергетике, теплотехнике и теплотехнологии			+					+

Лабораторный практикум

№ п/п	№ раздела дисциплины из табл. 5.1	Наименование лабораторных работ	Трудо-емкость (час.)	Компетенции ОК, ПК
1.	4	Изучение поля скоростей потока в трубопроводах	4	ПК-2, ПК-3
2.	9	Определение гидравлических сопротивлений напорного трубопровода	4	ПК-2, ПК-3
3.	13	Определение энергетических характеристик центробежного вентилятора. Работа центробежного вентилятора на сеть.	4	ПК-2, ПК-3
4.	14	Определение характеристик центробежного насоса. Работа центробежного насоса на сеть.	4	ПК-2, ПК-3
5.	4	Изучение гидродинамики взвешенного слоя	4	ПК-2, ПК-3
6.	2	Изучение равновесия жидкости во вращающемся сосуде	4	ПК-2, ПК-3
7.	16	Разработка принципиальной схемы гидропривода	6	ПК-2, ПК-3
8.	16	Рабочие жидкости и основные параметры гидропривода	4	ПК-2, ПК-3

Самостоятельная работа

№	№ раздела дисциплины из табл. 5.1	Тематика самостоятельной работы	Трудо- емкость, час	Компе- тенции (ОК,ПК)	Контроль выполнения работы
1	1	Вводные сведения. Предмет и задачи курса. Основные физические свойства жидкостей и газов на примере плотности, удельного объема, вязкости, поверхностного натяжения.	1	ПК-2, ПК-3	Тестирование, Подготовка презентации
2	2	Гидростатика. Гидростатическое давление и его свойства. Физический смысл. Размерность в системных и внесистемных единицах. Диф. уравнение равновесия Эйлера. Основное уравнение гидростатики. Виды напора. Закон Паскаля и его практическое применение. Силы, действующие в жидкостях. Абсолютный и относительный покой (равновесие) жидких сред.	2	ПК-2, ПК-3	Тестирование, Подготовка презентации
3	3	Сила давления жидкости на плоские, криволинейные стенки. Приборы для измерения давления	2	ПК-2, ПК-3	Контрольная работа
4	4	Гидродинамика. Основы кинематики. Скорость и расход жидкости. Установившиеся и неустановившиеся потоки. Уравнение неразрывности. Диф. уравнения несжимаемой жидкости (уравнение Навье Стокса). Виды движения вязкой жидкости.	2	ПК-2, ПК-3	Контрольная работа
5	5	Модель идеальной (невязкой) жидкости. Уравнение Бернулли для идеальной (невязкой жидкости). Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Некоторые практические применения уравнения Бернулли для определения скорости и расхода жидкости.	2	ПК-2, ПК-3	Решение задач
6	6	Общая интегральная форма уравнения количества движения. Подобие гидромеханических процессов. Константы подобии, инварианты подобия. Критерии гидродинамического подобия. Теоремы подобия. Общее уравнение энергии в интегральной и дифференциальной формах.	2	ПК-2, ПК-3	Тестирование
7	7	Режимы движения вязкой жидкости. Число Рейнольдса, его критические значения. Скорость и расход жидкости при ламинарном режиме движения жидкости (закон Стокса, уравнение Пуазейля). Турбулентность и ее основные характеристики. Уравнение Рейнольдса. Применение численных методов на ЭВМ.	2	ПК-2, ПК-3	Тестирование
8	8	Одномерные потоки жидкостей. Распределение скоростей по сечению потока. Расчет коэффициента гидравлического трения.	2	ПК-2, ПК-3	Решение задач, тестирование
9	9	Потери напора на местные сопротивления. Формула Вейсбаха. Коэффициенты местных сопротивлений.	2	ПК-2, ПК-3	Решение задач, тестирование
10	10	Скорость и расход истечения жидкости из резервуаров при постоянном напоре. Модуль расхода. Продолжительность опорожнения резервуаров при переменном напоре.	2	ПК-2, ПК-3	Тестирование
11	11	Гидравлический расчет трубопроводов.	2	ПК-2, ПК-3	Тестирование
12	12	Неустановившееся движение несжимаемой жидкости. Гидравлический удар. Формула Жуковского Н.Е. Практическое использование гидроудара.	2	ПК-2, ПК-3	Тестирование
13	13	Гидравлические машины. Общие сведения. Классификация. Основные параметры.	1	ПК-2, ПК-3	Тестирование
14	14	Насосы. Классификация. Определение теоретического напора. Характеристики ц/б насоса, работа насоса в сети. Основное уравнение центробежного насоса.	2	ПК-2, ПК-3	Решение задач, тестирование
15	15	Гидродинамические передачи. Назначение, классификация. Основные параметры. Гидромуфты, гидротрансформаторы.	2	ПК-2, ПК-3	Решение задач, тестирование
16	16	Гидропривод. Классификация гидроприводов. Рабочие жидкости. Гидродвигатели. Гидроаппаратура направляющая. Гидроаппаратура регулирующая.	2	ПК-2, ПК-3	Тестирование
17	17	Вспомогательные устройства. Определение основных параметров объемного гидропривода. Дроссельное регулирование, объемное регулирование гидропривода.	2	ПК-2, ПК-3	Тестирование, подготовка презентации
18	18	Гидропневмоприводы. Гидро- и пневмотранспорт. Основы сельскохозяйственного водоснабжения и гидромелиорации.	2	ПК-2, ПК-3	Тестирование, подготовка презентации
		Итого	34

Примерная тематика курсовых проектов (работ) не предусмотрена

11. Рейтинговая система для оценки успеваемости студентов

Критерии оценки к экзамену

Ответ полный, аргументированный, не требующий дополнительных вопросов	Ответ полный, аргументированный точный в результате дополнительных вопросов	Ответ не полный, содержащий фактические неточности, требующий дополнительных вопросов, при ответе на которые также допускаются ошибки и неточности	Ответ демонстрирует владение минимальным объемом знаний, умений и навыков. Не на все вопросы получены ответы
30 баллов	20 баллов	15 баллов	Менее 15 баллов (с правом повторной пересдачи)

Преподаватель вправе снизить количество баллов (1-2 балла) за экзамен, если:

- при подготовке к экзамену студент не использовал дополнительной литературы;

- при изложении материала имеются тематические и терминологические искажения;

- отсутствует своя точка зрения на проблему;

- в речи допускаются лексические и грамматические ошибки;

- студент не показал умения ориентироваться в теориях, концепциях и направлениях по изучаемой дисциплине и давать им критическую оценку.

12.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

12.1. Основная литература

1. Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод : учеб. пособие для студ. вузов, обучающихся по спец. "Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования" / ред. : С. П. Стесин. - М. : Академия, 2005. - 336 с.

2. Гиргидов, А. Д. Механика жидкости и газа (гидравлика) : учеб. для студ. вузов, обучающихся по направлению подготовки спец. «Технические науки» и «Техника и технологии» / А. Д. Гидридов. – 2-е изд., испр. и доп. – СПб. : Изд-во СПБГПУ, 2004. – 545 с.

3. Калекин, А. А. Гидравлика и гидравлические машины]: учеб. пособие для студ. вузов, обучающихся по спец. 050502 «Технология и предпринимательство» и 050501 «Профессиональное обучение (агроинженерия)» / А. А. Калекин. - М. : Изд. "Мир" 2005. - 512 с.

4. Кудинов, В. А. Гидравлика : учеб. пособие для студ. вузов [Текст] / В. А. Кудинов, Э. М. Карташов. – Изд. 3-е, стер. - М. : Высш. шк., 2008. – 199 с.

5. Ухин, Б. В. Инженерная гидравлика : учеб. пособие для студ., обучающихся по направлению 653500 «Строительство» / Б. В. Ухин, Ю. Ф. Мельников ; под ред. Б. В. Ухина. – М. : АСВ, 2007. – 344 с.

6. Штеренлихт, Д. В. Гидравлика : учеб. Для студ. Вузов, обучающихся в области техники и технологии, сельского и рыбного хозяйства [Текст] / Д. В. Штеренлихт. – М. : Колос, 2008. – 656 с.

12.2. Дополнительная литература

7. Лебедев Н. И. Гидравлика, гидравлические машины и объемный гидропривод : учеб. пособие для студ.-заочников по дисциплине "Гидравлика, гидравлические машины и гидропривод" / Н. И. Лебедев ; М-во образования Рос. Федерации, Моск. гос. ун-т леса . - 2-е изд., стер. - М. : МГУЛ, 2003. - 232 с.

8. Лебедев Н. И. Объемный гидропривод лесных машин : учеб. для студ. вузов. – М. : МГУЛ, 2007. – 314 с.

Программное обеспечение