|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ. ЖИДКОСТИ И ГАЗАСтр 1 из 4Следующая ⇒
МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА
Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование
ВОРОНЕЖ 2016 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»
Н.Ю. Евсикова, Н.С. Камалова
МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА
Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование
ВОРОНЕЖ 2016 УДК 532 Ф50
Евсикова Н. Ю. Механика жидкости и газа [Электронный ресурс] : Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование / Н.Ю. Евсикова, Н.С. Камалова ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 39 с. – ЭБС ВГЛТУ.
В методических указаниях приводятся содержание разделов изучаемой дисциплины, учебно-методические рекомендации по организации самостоятельной работы студентов по всем видам работ, предусмотренных учебными планами направлений, образцы оформления решения задач и отчета по лабораторной работе, вопросы и варианты индивидуальных заданий. Методические указания предназначены для студентов по направлению подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование. Они могут быть использованы при самоподготовке студентами всех направлений подготовки и форм обучения, а также при дистанционном обучении.
Табл. 10. Ил. 2. Библиогр.: 2 наим.
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ».
Рецензент: доцент кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела ФГБОУ ВО «ВГАСУ», кандидат физ.-мат. наук Кумицкий Б.М.
Ответственный редактор Евсикова Н.Ю.
Ó Коллектив авторов, 2016
Ó ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», 2016 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ........................................................................................................................................ 5 Цели и задачи дисциплины ......................................................................................................... 5 Содержание разделов дисциплины ............................................................................................ 6 Общие положения по организации самостоятельной работы студентов .............................. 9 Методические рекомендации по работе над конспектом лекций .......................................... 9 Методические рекомендации по организации самостоятельной работы при подготовке к лабораторному практикуму......................................................................................................................... 10 Методические рекомендации по выполнению индивидуальных заданий........................... 17 Методические рекомендации по подготовке рефератов........................................................ 35 Методические рекомендации по подготовке к зачету ........................................................... 37 Методические рекомендации по изучению рекомендованной литературы......................... 38 ВВЕДЕНИЕ
«Механика жидкости и газа» изучает законы равновесия и движения сплошных сред, которые широко используются в технологическом оборудовании, строительно-дорожной технике, летательных аппаратах, в горнодобывающей промышленности и во многих отраслях экономики. Поэтому освоение этой дисциплины необходимо широкому кругу профессионалов технического и технологического профиля. Теоретические законы «Механики жидкости и газа» устанавливают связь между действующими силами и скоростью движения среды и являются базой для принципов работы современных гидравлических устройств. Основная цель данных методических указаний – помочь студентам организовать и проконтролировать самостоятельное, углубленное изучение этой дисциплины для формирования в будущем профессионале навыков самостоятельной деятельности по разработке, внедрению, контролю, оценке и корректировке применения новейших современных, в том числе и инновационных, технологий. Методические указания предназначены для студентов по направлению подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование. Они могут быть использованы при самоподготовке студентами всех направлений подготовки и форм обучения, а также при дистанционном обучении.
СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ Введение Предмет «Механика жидкости и газа» и его значение для специальности. Модель сплошной среды. Сплошность и текучесть. Плотность и поле скоростей сплошной среды. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ Методические указания студентам по организации самостоятельной работы в соответствии с рабочей программой дисциплины включают в себя: - методические рекомендации по работе над конспектом лекций; - методические рекомендации по подготовке к лабораторным занятиям; - методические рекомендации по выполнению индивидуальных заданий; - методические рекомендации по изучению рекомендованной литературы; - методические рекомендации по подготовке рефератов; - методические рекомендации по подготовке к зачету.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАБОТЕ НАД КОНСПЕКТОМ ЛЕКЦИЙ В ходе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. При этом надо обращать внимание на категории, формулировки, раскрывающие содержание тех или иных явлений и процессов, научные выводы и практические рекомендации, выделять важные моменты, усваивать положительный опыт в ораторском искусстве. Желательно оставить в рабочих конспектах поля, на которых следует делать пометки из рекомендованной литературы, дополняющие материал прослушанной лекции, подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений, а также отмечать вопросы, вызвавшие затруднение, с целью дальнейшего их разрешения. В ходе лекции рекомендуется задавать преподавателю уточняющие вопросы с целью уяснения теоретических положений, разрешения спорных ситуаций. Необходимо систематически прорабатывать лекционный материал в течение семестра, для этого надо изучать основную литературу, знакомиться с дополнительной литературой, при этом учитывать рекомендации преподавателя и требования учебной программы. Следует дорабатывать свой конспект лекций, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Внимательная работа над лекционным конспектом поможет давать правильные ответы на вопросы текущего контроля, фронтальные опросы в конце лекций.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПРИ ПОДГОТОВКЕ К ЛАБОРАТОРНОМУ ПРАКТИКУМУ Выполнение лабораторных работ по «Механике жидкости и газа» помогает слушателям освоить теоретические выводы на практике, овладеть особенностями разработки, проведения методик научно-исследовательского эксперимента, приобрести навыки работы с различными приборами. Темы лабораторных работ по дисциплине приведены в таблице.
В процессе подготовки к выполнению лабораторной работы слушатель, прежде всего, овладевает способами постановки цели и выбора путей ее достижения. Для этого надо переписать из методического пособия по лабораторному практикуму в отчет название лабораторной работы и цель работы и проанализировать цель работы по плану: 1) понять, какие из теоретических закономерностей предстоит проверить; 2) определить, какие характеристики среды предстоит измерить; 3) исследовать влияние внешних условий на результаты эксперимента. Далее надо переписать в отчет теоретический минимум. Оформление теоретического минимума Для оформления теоретических основ проводимых исследований в методических указаниях предусмотрен раздел «Теоретический минимум», в котором в доступной для восприятия форме представлена необходимая для выполнения работы информация. В процессе изучения раздела необходимо: 1) найти и выписать определение искомой характеристики среды, значение которой станет численным результатом выполнения работы; 2) найти и записать условия наблюдения физических явлений, лежащих в основе экспериментальных и теоретических методов предстоящего исследования; 3) привести в отчете формулировку основной теоретической закономерности, которую предстоит использовать в работе; 4) сделать рисунки, поясняющие формулировки, правила и закономерности, если нужно. Проверкой качества восприятия информации послужат ответы на контрольные вопросы, приведенные в конце методических указаний по данной работе. Оформление методики эксперимента Для подготовки к экспериментальной части исследований предусмотрен раздел «Методика эксперимента», который поможет студенту применить методы математического анализа и моделирования для достижения цели работы. В процессе изучения раздела необходимо: 1) понять и записать в отчет вывод формульного выражения для получения значения характеристики среды, являющейся численным результатом работы (итоговое или расчетное выражение), особо отметив элементы моделирования (пренебрежение некоторыми факторами влияния внешней среды) и сделав необходимые рисунки; 2) привести в отчете принципиальную схему испытаний с пояснениями, как и с какой точностью будут измерены физические величины, входящие в итоговое формульное выражение; 3) записать в отчет таблицу для испытаний и численные значения параметров установки и заданных физических величин, необходимых для начала эксперимента; 4) разобраться, из каких блоков состоит установка и какова роль каждого из них. Оформление результатов измерения Результаты измерения являются важной частью любого научного исследования, поскольку несут основную информацию о проведенных исследованиях и могут быть использованы при решении огромного круга задач. Приобретение навыков грамотного анализа результатов измерения является базой для формирования компетенций, связанных с научно-исследовательской деятельностью будущего профессионала. Поэтому студент должен внимательно изучить алгоритм обработки и представления результатов измерений, согласно которому определить погрешности измерений. Многократных измерений Результат многократного измерения представляется в форме доверительного интервала: x = В скобках указывается количество измерений n и значение доверительной вероятности P, соответствующее доверительной погрешности Δx. Величина доверительной погрешности измерения находится по формуле: Δx = ts Sx/ где Sx =
ts – коэффициент Стьюдента. Значение коэффициента Стьюдента, соответствующее проведённому количеству измерений n и необходимому значению надёжности измерения (доверительной вероятности) P, определяется по таблице. Задав P, находим по таблице величину ts , соответствующую числу измерений n. Например, для P = 80% при n = 5 значение ts = 1,5. ОБЪЕМНОГО РАСШИРЕНИЯ ВОДЫ Цель работы: получение знаний о теоретических основах механики жидкости и газа, закономерностях теплового расширения жидкости; овладение навыками проведения технического эксперимента и обработки его результатов; определение коэффициента теплового расширения воды.
1) В основе исследований лежат уравнение сплошности и закономерности теплового расширения жидкости. 2) Итоговым результатом станет определение коэффициента теплового расширения воды. 3) В процессе исследований путем формализованного моделирования будет оценена степень влияния теплового расширения на величину плотности среды. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МИНИМУМ Механика жидкости и газа опирается на макроскопическую модель, которая рассматривает жидкость или газ, как сплошную текучую среду с непрерывным распределением физических величин, определяющих ее движение и состояние. Особенностямисплошной деформированной среды) являются сплошность (непрерывность распределения свойств) и текучесть (неограниченная деформируемость). Инерционные свойства среды (масса) характеризуются плотностью среды в данной точке пространства, которая определяется как предел отношения массы среды Δm, заключенной в объеме ΔΟ, к величине этого объема, когда ΔΟ стремится к нулю:
Поскольку среда обладает сплошностью, то для всех процессов в механике жидкости и газа справедливо уравнение сплошности среды –соотношение, связывающее среднюю скорость частиц среды V с ее плотностью ρ. В случае одномерного движения среды вдоль направления x уравнение сплошности имеет вид:
где t –время. Температурное расширение капельных жидкостей характеризуется коэффициентом температурного расширения βt , выражающим относительное увеличение объема жидкости при увеличении температуры на 1°C:
где dΟ – величина изменения объема Ο при повышении температуры на dt. Единица измерения коэффициента температурного расширения: [βt]=°C–1. Зависимость объема от температуры в линейном приближении определяется формульным выражением:
Отсюда получается выражение для зависимости плотности жидкости ρ t от температуры t при постоянном давлении:
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Измерения проводятся на установке, состоящей из электрической плитки 1, колбы с водой 2 и термометра 3. Изменение объема фиксируется измерением высоты столба h жидкости в верхней (узкой) части колбы. Расчетная формула
где d и D – диаметры верхней части и дна колбы соответственно, h0 – высота колбы без измерительной части), t и t0 – текущая и начальная температура среды соответственно. Таблица результатов измерения
Результаты моделирования
Вывод: 1) Наблюдали увеличение объема воды при нагревании. 2) Экспериментально измерили коэффициент объемного расширения воды: βt=(2,38∙±0,17) 10-4°C–1. Полученный результат несколько превышает табличное значение коэффициента для условий эксперимента, однако совпадает с ним по порядку величины. 3) Согласно данным вычислительного эксперимента тепловое объемное расширение воды влияет на плотность среды незначительно, заметное изменение наблюдается при увеличении температуры более чем на 70 К. Лабораторные работы выполняются в группах по 2-3 человека в соответствии с распределенным в начале семестра вариантом индивидуальной траектории, в котором указываются номера и последовательность выполнения лабораторных работ. ТАБЛИЦА ВАРИАНТОВ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ТРАЕКТОРИЙ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА
Траектории |
Гидродинамика вязкой среды | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1 | №1, моделируемая среда – вода | №2, моделирование процесса – T=const | №4, моделирование – Ω/Ω0(M); T/T0(M) | №5 | №6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2 | №1, моделируемая среда – вода с газом, доля газа 15% | №3, моделируемая среда – вода дистиллированная | №4, моделирование – Ω/Ω0(M); p/p0(M) | №7 | №6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3 | №1, моделируемая среда – вода с газом, доля газа 25% | №2, моделирование процесса – Ο=const | №4, моделирование – Ω/Ω0(M); ρ/ρ0(M) | №5 | №6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4 | №1, моделируемая среда –машинное масло | №3, моделируемая среда – морская вода | №4, моделирование – Ω/Ω0(M); V(M) | №7 | №6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5 | №1, моделируемая среда – глицирин | №2, моделирование процесса – Q=0 | №4, моделирование – Ω/Ω0(M); λ(M) | №5 | №6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Лабораторные работы сопровождаются выполнением и защитой индивидуальных заданий, в которых отрабатываются навыки использования теоретических выводов «Механики жидкости и газа» при решении конкретных задач.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ
В течение семестра студент должен выполнить 4 индивидуальных задания. Номер варианта индивидуального задания назначается преподавателем перед началом выполнения лабораторной работы на соответствующую тему. Каждое индивидуальное задание включает в себя ряд задач и вопросов. Студенту необходимо решить задачи и ответить на вопросы, соответствующие номеру своего варианта. Перед выполнением индивидуального задания необходимо внимательно ознакомиться с примерами решения задач по данной теме, уравнениями и формулами. Прежде чем приступить к решению той или иной задачи, надо понять, о каком явлении идет речь в задаче и на какие вопросы необходимо найти ответ.
При выполнении индивидуальных заданий решение любой задачи можно условно разделить на следующие этапы.
1. Краткое представление условия задачи. Оно заключается в записи известных и искомых величин, где приводятся численные данные в том виде, в котором они имеются в условии задачи.
2. Перевод всех величин, данных в условии, в единую систему единиц – обычно в Международную систему единиц (СИ).
3. Графическое изображение условия задачи, которое позволяет не только наглядно представить условие задачи, но и правильно определить некоторые параметры изучаемой системы (например, направление векторных величин или их проекции). Чтобы показать соотношение изображаемых величин следует соблюдать приблизительный масштаб. (Например, при изображении нескольких векторов, их длина должна быть приблизительно пропорциональна известным модулям этих векторов.)
4. Аналитическое решение задачи. На этом этапе, прежде всего, следует установить, какие закономерности состояния или движения сплошных сред лежат в основе данной задачи. Затем из формул, выражающих эти закономерности, надо найти решение задачи. При этом следует придерживаться известного положения: число уравнений в составляемой системе должно быть равно числу неизвестных. Решая аналитически эту систему уравнений любым доступным методом, нужно получить расчетную формулу искомой величины.
5. Проверка размерности искомой величины. Прежде чем производить вычисления, необходимо проверить размерность полученного результата. Для этого в расчетную формулу вместо физических величин подставляют их единицы измерения. Проверка положительна, если после упрощения выражения получена единица измерения искомой величины. Если нет, то надо искать ошибку в преобразованиях при выводе расчетной формулы.
6. Вычисление. Численный результат получается путем подстановки численных значений известных величин в расчетную формулу и вычислением полученного арифметического выражения. При вычислениях следует использовать микрокалькулятор. Результат округляется до трех значащих цифр.
При решении конкретной задачи какие-то этапы приведенного выше общего алгоритма могут отсутствовать, но следовать единому алгоритму решения необходимо. Представленная последовательность действий может быть полезной также при решении качественных задач.
Пример оформления решения задач и
Условие: Известно, что объем жидкости зависит от температуры из-за теплового расширения. Если объем жидкости при нагревании ее на 10 К увеличился на 0,15 %, то значение коэффициента теплового расширения равно…
| Краткая запись условия | Анализ данных | Решение |
| Дано: ΔΟ/Ο=0,15% ΔT=10 К |
| Температурное расширение несжимаемых сред характеризуется коэффициентом температурного расширения β t , выражающим относительное увеличение объема жидкости при увеличении температуры на 1°C:
где dΟ – величина изменения объема Ο при |
| Найти: βt –? | ||
| повышении температуры на dt. Единица измерения коэффициента температурного расширения: [β t]=°C–1. С учетом малости β t перепишем выражение в виде:
Подставляем числа:
Проверяем размерности: Ответ: Коэффициент температурного расширения | ||
Индивидуальное задание № 1
Темы:
РАСШИРЕНИЯ СРЕДЫ
1.21 Определите, во сколько раз возрастает объем некоторого количества среды в силу температурного объемного расширения, если коэффициент 
°С–1, а среда нагрелась на 30 °С. Оцените значительность изменений.
1.22 Определите, на сколько процентов уменьшился объем некоторого количества среды в силу температурного объемного расширения, если коэффициент 
°С–1 , а среда нагрелась на 20 °С. Оцените значительность изменений.
1.23 Известно, что объем жидкости зависит от температуры из-за теплового расширения. На сколько процентов увеличится объем жидкости при нагревании ее на 10 К , если β = 10–4 К–1?
1.24 Известно, что объем жидкости зависит от температуры из-за теплового расширения. На сколько процентов увеличится объем жидкости при нагревании ее на 10 К , если β = 1,5·10–4 К–1?
1.25 Определите, во сколько раз уменьшилась плотность среды в силу температурного объемного расширения, если коэффициент 
°С–1, а среда охладилась на 20 °С. Оцените значительность изменений.
1.26 Определите, на сколько процентов возрасла плотность среды в силу температурного объемного расширения, если коэффициент 
°С–1, а среда нагрелась на 20 °С. Оцените значительность изменений.
1.27 Определите коэффициент температурного объемного расширения среды, если при возрастании температуры на 50 °С ее плотность уменьшилась на 0,05 %.
1.28 Известно, что объем жидкости зависит от температуры из-за теплового расширения. Если объем жидкости при нагревании ее на 10 К увеличился на 0,1 %, то значение коэффициента теплового расширения равно…
1.29 Известно, что объем жидкости зависит от температуры из-за теплового расширения. Если объем жидкости при нагревании ее на 10 К увеличился на 0,15 %, то значение коэффициента теплового расширения равно…
1.30 Известно, что объем жидкости зависит от температуры из-за теплового расширения. Если объем жидкости при нагревании ее на 10 К увеличился на 0,12 %, то значение коэффициента теплового расширения равно…
1.31 Определите, на сколько увеличилась температура некоторого количества среды в силу температурного объемного расширения, если коэффициент °С–1, а объем уменьшился на 0,15%.
1.32 Определите, на сколько увеличилась температура некоторого количества среды в силу температурного объемного расширения, если коэффициент °С–1, а объем уменьшился на 0,20%.
1.33 Определите, на сколько увеличилась температура некоторого количества среды в силу температурного объемного расширения, если коэффициент °С–1, а объем уменьшился на 0,18%.
1.34 Определите, на сколько увеличилась температура некоторого количества среды в силу температурного объемного расширения, если коэффициент °С–1, а объем уменьшился на 0,19%.
1.35 Определите, на сколько увеличилась температура некоторого количества среды в силу температурного объемного расширения, если коэффициент °С–1, а объем уменьшился на 0,25%.
Таблица вариантов Индивидуального задания № 1
| № варианта | |||||||
Номера заданий
Индивидуальное задание № 2
Темы:
В СЖИМАЕМОЙ СРЕДЕ
2.2.1 Дайте определение понятию – возмущение среды.
2.2.2 Сформулируйте качественную модель состояния среды при малых возмущениях.
2.2.3 Дайте математическое определение возмущению плотности и давления в среде.
2.2.4 Математически определите параметр vЗ.
2.2.5 Сформулируйте уравнение динамики идеальной среды, запишите его в математическом виде с объяснением символов.
2.2.6 Сформулируйте волновое уравнение малых возмущений плотности идеальной среды, запишите его в математическом виде с объяснением символов.
2.2.7 Сформулируйте волновое уравнение малых возмущений давления идеальной среды, запишите его в математическом виде с объяснением символов.
2.2.8 Дайте определение волнового пакета и его основного свойства.
2.2.9 Дайте определение гармонических малых возмущений и их зависимости от координат и времени.
2.2.10 Определите в символьном виде скорость распространения малых возмущений в однородной среде молярной массы μ при температуре T и в баротражной смеси при давлении p и плотности жидкости ρж. Обоснуйте различия.
2.2.11 Докажите, что в однородной среде молярной массы μ при температуре T скорость распространения малых возмущений плотности зависит только от абсолютной температуры и структуры молекул среды.
2.2.12 Во сколько раз и как изменится скорость распространения малых возмущений плотности в среде при возрастании температуры в 4 раза?
2.2.13 Во сколько раз и как изменится скорость распространения малых возмущений давления в среде при понижении температуры в 2 раза?
2.2.14 Во сколько раз и как изменится скорость распространения малых возмущений плотности, если в трубе поменять азот на водород?
2.2.15 Во сколько раз и как изменится скорость распространения малых возмущений давления, если в трубе поменять кислород на водород?
2.2.16 Во сколько раз и как изменится скорость распространения малых возмущений плотности, если в трубе поменять гелий на водород?
2.2.17 Найдите отношение звуковых скоростей в кислороде и водороде, если температура водорода в 2 раза больше чем у кислорода.
2.2.18 Найдите отношение звуковых скоростей в гелии и водороде, если температура водорода в 4 раза больше чем у гелия.
2.2.19 Найдите отношение звуковых скоростей в кислороде и в гелии, если температура гелия в 4 раза больше чем у кислорода.
2.2.20 Найдите отношение звуковых скоростей в кислороде и в азоте, если температура азота в 2 раза больше чем у кислорода.
2.2.21 Запишите в символьном виде зависимость от координаты и времени одномерных гармонических возмущений плотности среды, если они распространяются вдоль оси OX, а создающий их источник совершает гармонические колебания с периодом Т (скорость звука в среде v, начальная фаза колебаний π, амплитуда А).
2.2.22 Запишите в символьном виде зависимость от координаты и времени одномерных гармонических возмущений плотности среды, если они распространяются вдоль оси OY, а создающий их источник совершает гармонические колебания с частотой f (скорость звука в среде v, начальная фаза колебаний ровна нулю, амплитуда А).
2.2.23 Запишите в символьном виде зависимость от координаты и времени одномерных гармонических возмущений плотности среды, если они распространяются вдоль оси OZ, а создающий их источник совершает n колебаний в секунду (скорость звука в среде v, начальная фаза колебаний 3π, амплитуда А).
2.2.24 Запишите в символьном виде зависимость от времени одномерных гармонических возмущений плотности среды в трубе на расcтоянии x от источника, если узлы наблюдаемой стоячей волны отстоят друг от друга на l (скорость звука в среде v, начальная фаза колебаний –π, амплитуда А).
2.2.25 Запишите в символьном виде зависимость от времени одномерных гармонических возмущений плотности среды в трубе на расcтоянии x от источника, если в трубе длиной L наблюдается 5 узлов в стоячей волне (скорость звука в среде v, начальная фаза колебаний –π, амплитуда А).
2.2.26 Запишите в символьном виде зависимость от координаты и времени одномерных гармонических возмущений давления в среде, если они распространяются вдоль оси OX, а создающий их источник совершает гармонические колебания с периодом Т (скорость звука в среде v, начальная фаза колебаний π/2, амплитуда Р0).
2.2.27 Запишите в символьном виде зависимость от координаты и времени одномерных гармонических возмущений давления в среде, если они распространяются вдоль оси OY, а создающий их источник совершает гармонические колебания с частотой ν (скорость звука в среде v, начальная фаза колебаний π/3, амплитуда Р0).
2.2.28 Запишите в символьном виде зависимость от координаты и времени одномерных гармонических возмущений давления в среде, если они распространяются вдоль оси OZ, а создающий их источник совершает n колебаний в секунду (скорость звука в среде v, начальная фаза колебаний π/6, амплитуда Р0).
2.2.29 Запишите в символьном виде зависимость от времени одномерных гармонических возмущений давления среды в трубе на расcтоянии x от источника, если узлы наблюдаемой стоячей волны отстоят друг от друга на l (скорость звука в среде v, начальная фаза колебаний –π/4, амплитуда Р0).
2.2.30 Запишите в символьном виде зависимость от времени одномерных гармонических возмущений давления среды в трубе на расcтоянии x от источника, если в трубе длиной L наблюдается 5 узлов в стоячей волне (скорость звука в среде v, начальная фаза колебаний –π/2, амплитуда Р0).
Таблица вариантов Индивидуального задания № 2
| № варианта | |||||||
Номера заданий
Индивидуальное задание № 3
Темы:
Номера заданий
Индивидуальное задание № 4
Темы:
Номера заданий
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ
РЕФЕРАТОВ
Поскольку лекции читаются не в полном объеме дисциплины, то студентам на самостоятельное изучение выносится ряд разделов. Преподаватель сообщает студентам содержание данных разделов и организует контроль знаний по заявленным темам. По результатам изучения приведенных тем студент составляет конспект или оформляет реферат. Темы заданий, вынесенных на самостоятельную работу, приводятся в таблице.
| № п/п | Тема | Номер источника |
| 1 | Гидростатические машины. Устройства и приборы для измерения давления и уровней жидкостей в резервуарах. | 1 осн. л., интернет-источники |
| 2 | Расчет газопроводов. | 1 осн. л., интернет-источники |
| 3 | Аэродинамика инженерных сетей. Расчёт систем с естественной тягой. Расчёт систем с естественной циркуляцией. Архитектурно-строительная аэродинамика. | 1 осн. л., интернет-источники |
| 4 | Насосы для магистрального транспорта нефти и нефтепродуктов. Сжатие и перемещение газов. | 1 осн. л., интернет-источники |
| 5 | Приближенные методы решения уравнений гидродинамической теории смазки. | 1 осн. л., интернет-источники |
| 6 | Гидравлический удар. Гидравлика отверстий и насадков. | 1 осн. л., интернет-источники |
| 7 | Расчет гидроприводов. Гидроцилиндр. Гидро – и пневмопривод. | 1 осн. л., интернет-источники |
| 8 | Принцип работы подъемных и транспортных технологических машин и установок. | 1 осн. л., интернет-источники |
Подготовка рефератов направлена на развитие и закрепление у студентов навыков самостоятельного глубокого, творческого и всестороннего анализа научной, методической и другой литературы по актуальным проблемам дисциплины, на выработку навыков и умений грамотно и убедительно излагать материал, четко формулировать теоретические обобщения, выводы и практические рекомендации.
Рефераты должны отвечать высоким квалификационным требованиям в отношении научности содержания и оформления.
Темы рефератов, как правило, посвящены рассмотрению одной проблемы. Объем реферата может быть от 5 до 15 страниц машинописного текста (список литературы и приложения в объем не входят).
Текстовая часть работы состоит из введения, основной части и заключения.
Во введении студент кратко обосновывает актуальность избранной темы реферата, раскрывает конкретные цели и задачи, которые он собирается решить в ходе своего небольшого исследования.
В основной части подробно раскрывается содержание вопроса (вопросов) темы.
В заключении кратко должны быть сформулированы полученные результаты исследования и даны выводы. Кроме того, заключение может включать предложения автора, в том числе и по дальнейшему изучению заинтересовавшей его проблемы.
В список литературы студент включает только те документы, которые он использовал при написании реферата.
В приложении (приложениях) к реферату могут выноситься таблицы, графики, схемы и другие вспомогательные материалы, на которые имеются ссылки в тексте реферата.
Темы рефератов
1. Устройства и приборы для измерения давления и уровней жидкостей в резервуарах. Особенности современных разработок.
2. Расчет сил давления в современных модификациях гидростатических машин.
3. Использование и борьба с гидравлическим ударом. Расчет силы гидравлического удара.
4. Гидравлика отверстий и насадков. Особенности современных модификаций насадков.
5. Расчет гидроприводов. Особенности современных модификаций.
6. Расчет пневмопривода. Особенности современных модификаций.
7. Гидроцилиндр. Особенности современных модификаций.
8. Расчет трубопроводов. Влияние конструкций современных трубопроводов и свойств материалов для их изготовления.
9. Принцип работы подъемных и транспортных технологических машин и установок.
10. Классификация и основные параметры насосов. Принцип работыобъемных насосов. Особенности современных модификаций.
11. Принцип работы динамических насосов. Особенности современных модификаций.
12. Принцип работы вакуумных насосов. Особенности современных модификаций.
13. Принцип работы насосов для магистрального транспорта нефти и нефтепродуктов. Особенности современных модификаций.
14. Сжатие и перемещение газов. Классификация компрессоров.
15. Термодинамика процесса компремирования (сжатия). Мощность компрессоров. Особенности современных модификаций.
16. Принцип работы поршневых и центробежных компрессоров. Сравнительная характеристика компрессоров.
17. Аэродинамика инженерных сетей. Расчёт систем с естественной тягой.
18. Расчёт систем с естественной циркуляцией.
19. Приближенные методы решения уравнений гидродинамической теории смазки.
Слушатель может предложить тему реферата по собственному желанию. Подобные предложения приветствуются и учитываются повышением балла за оригинальность.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ
К ЗАЧЕТУ
В период подготовки к зачету студенты вновь обращаются к пройденному учебному материалу. При этом они не только закрепляют полученные знания, но и получают новые.
Литература для подготовки к зачету рекомендуется преподавателем либо указана в учебно-методическом комплексе. Для полноты учебной информации и ее сравнения лучше использовать не менее двух учебников. Студент вправе сам придерживаться любой из представленных в учебниках точек зрения по спорной проблеме (в том числе отличной от преподавательской), но при условии достаточной научной аргументации.
Основным источником подготовки к зачету является конспект лекций, где учебный материал дается в систематизированном виде, основные положения его детализируются, подкрепляются современными фактами и информацией, которые в силу новизны не вошли в опубликованные печатные источники. В ходе подготовки к зачету студентам необходимо обращать внимание не только на уровень запоминания, но и на степень понимания излагаемых проблем.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ
РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Изучение дисциплины следует начинать с проработки данных методических указаний по самостоятельной работе, особое внимание уделяя целям и задачам, структуре и содержанию курса.
Студентам рекомендуется получить в библиотеке ВГЛТУ учебную литературу по дисциплине, необходимую для эффективной работы на всех видах аудиторных занятий, а также для самостоятельной работы по изучению дисциплины.
Успешное освоение курса предполагает активное, творческое участие студента путем планомерной, повседневной работы.
Библиографический список
Основная литература
1. Гиргидов, А.Д. Механика жидкости и газа (гидравлика): Учебник / А.Д. Гиргидов. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2014. - 704 с.- ЭБС «Знаниум».
Дополнительная литература
2. Физика. Молекулярная физика. Термодинамика [Электронный ресурс] : лаб. практикум / И. П. Бирюкова, В. А. Григорьев, Н. Ю. Евсикова, В. И. Лисицын, Н. Н. Матвеев, В. В. Постников, В. В. Саушкин; ВГЛТА. - Воронеж, 2014. - ЭБС ВГЛТУ.
МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА
Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению
подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование
Электронный ресурс
МЕХАНИКА
ЖИДКОСТИ И ГАЗА
Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению
подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование
ВОРОНЕЖ 2016
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет
имени Г.Ф. Морозова»
Н.Ю. Евсикова, Н.С. Камалова
МЕХАНИКА
ЖИДКОСТИ И ГАЗА
Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению
подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование
ВОРОНЕЖ 2016
УДК 532
Ф50
Евсикова Н. Ю. Механика жидкости и газа [Электронный ресурс] : Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование / Н.Ю. Евсикова, Н.С. Камалова ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 39 с. – ЭБС ВГЛТУ.
В методических указаниях приводятся содержание разделов изучаемой дисциплины, учебно-методические рекомендации по организации самостоятельной работы студентов по всем видам работ, предусмотренных учебными планами направлений, образцы оформления решения задач и отчета по лабораторной работе, вопросы и варианты индивидуальных заданий.
Методические указания предназначены для студентов по направлению подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование. Они могут быть использованы при самоподготовке студентами всех направлений подготовки и форм обучения, а также при дистанционном обучении.
Табл. 10. Ил. 2. Библиогр.: 2 наим.
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ».
Рецензент: доцент кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела ФГБОУ ВО «ВГАСУ», кандидат физ.-мат. наук Кумицкий Б.М.
Ответственный редактор Евсикова Н.Ю.
Ó Коллектив авторов, 2016
Ó ФГБОУ ВО «Воронежский государственный
лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», 2016
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ........................................................................................................................................ 5
Цели и задачи дисциплины ......................................................................................................... 5
Содержание разделов дисциплины ............................................................................................ 6
Общие положения по организации самостоятельной работы студентов .............................. 9
Методические рекомендации по работе над конспектом лекций .......................................... 9
Методические рекомендации по организации самостоятельной работы при подготовке к лабораторному практикуму......................................................................................................................... 10
Методические рекомендации по выполнению индивидуальных заданий........................... 17
Методические рекомендации по подготовке рефератов........................................................ 35
Методические рекомендации по подготовке к зачету ........................................................... 37
Методические рекомендации по изучению рекомендованной литературы......................... 38
ВВЕДЕНИЕ
«Механика жидкости и газа» изучает законы равновесия и движения сплошных сред, которые широко используются в технологическом оборудовании, строительно-дорожной технике, летательных аппаратах, в горнодобывающей промышленности и во многих отраслях экономики. Поэтому освоение этой дисциплины необходимо широкому кругу профессионалов технического и технологического профиля.
Теоретические законы «Механики жидкости и газа» устанавливают связь между действующими силами и скоростью движения среды и являются базой для принципов работы современных гидравлических устройств.
Основная цель данных методических указаний – помочь студентам организовать и проконтролировать самостоятельное, углубленное изучение этой дисциплины для формирования в будущем профессионале навыков самостоятельной деятельности по разработке, внедрению, контролю, оценке и корректировке применения новейших современных, в том числе и инновационных, технологий.
Методические указания предназначены для студентов по направлению подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование. Они могут быть использованы при самоподготовке студентами всех направлений подготовки и форм обучения, а также при дистанционном обучении.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью изучения дисциплины «Механика жидкости и газа» является формирование у студентов знаний о важнейших физических законах движения жидкостей и газов.
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
– изучение основных закономерностей гидростатики, гидравлики, аэростатики и аэродинамики в отдельности и во взаимодействии;
– изучение современных инженерных методов гидромеханических расчетов;
– формирование у бакалавров навыков проведения инженерного эксперимента;
– овладение навыками решения прикладных гидравлических задач;
– формирование представлений об истинном, наблюдаемом в опытах, характере реальных гидромеханических и аэромеханических явлений;
– освоение принципов, лежащих в основе экспериментальных способов измерения параметров состояния жидкости и газа, а так же характеристик их потоков;
– формирование у студентов основ естественнонаучной картины мира.
В результате освоения дисциплины студент должен:
знать:
– фундаментальные физические законы движения жидкостей и газов;
– различные модели реальных потоков жидкостей и газов;
– уравнения движения для этих моделей и методы их решений;
уметь:
– выбирать модель реального потока жидкости и газа;
– составлять и решать соответствующие выбранной модели уравнения движения;
владеть следующими навыками:
– применения полученных теоретических и практических знаний для решения прикладных задач механики жидкости и газа;
– расчетов течений жидкостей и газов в элементах проточных частей энергетических систем и агрегатов;
– использования методов моделирования реальных процессов в натурных объектах машиностроения;
– экспериментальных исследований характеристик течений;
– обработки и анализа экспериментальных данных.
СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
Введение
Предмет «Механика жидкости и газа» и его значение для специальности. Модель сплошной среды. Сплошность и текучесть. Плотность и поле скоростей сплошной среды.
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-11; Просмотров: 215; Нарушение авторского права страницы
± Δx ( n = ... , P = ... ). (1)
, (2)
– выборочное среднеквадратичное отклонение:
, (3)
– выборочное среднее значение:
, (4)
.
,
.
.
.
,
, (4)
.
(°С–1).
.
°С–1.