Сделай Сам Свою Работу на 5

Примерный перечень вопросов к зачету или экзамену





Гидравлика

Учебно-методический комплекс по дисциплине

Специальность 280104- Пожарная безопасность

 

Чебоксары 2011

 

 

Гидравлика: учеб.- метод. комплекс по дисциплине для студентов 3 курса фак .физ. мат.: спец.280104 «Пож безоп.» / сост. Антонов В. С. - Чебоксары: «ФГБОУ ВПО ЧГПУ им. И. Я. Яковлева», 2011г. – 16 с.

 

Печатается по решению ученого совета ФГБОУ ВПО «ЧГПУ им. И.Я. Яковлева»

 

 

Рецензенты:

Ситка И.В., к.п.н., и.о. заведующего кафедрой пожарная безопасность ФГБОУ ВПО «ЧГПУ им. И.Я. Яковлева»

Тарасов В.И., к.т.н., доцент, заведующий кафедрой гидравлики и теплотехники ФГБОУ ВПО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова»

 

Учебно-методический комплекс включает в себя государственный образовательный стандарт по дисциплине «Гидравлика», рабочую учебную программу, тематику контрольных работ и рекомендации по их выполнению, вопросы для подготовки к зачету и экзамену, рекомендуемую литературу. Адресован студентам и преподавателям, изучающим дисциплину «Гидравлика».

 

 

© Антонов В.С., составление, 2011

© ФГБОУ ВПО «ЧГПУ им.И.Я. Яковлева»,2011

 

Содержание

 

 

1. Требования ГОС ВПО по дисциплине ………………………...………….…………….…5



 

2. Цели и задачи дисциплины………………………………………………….……...……..…5

 

3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины…………….…………….…….5

 

4. Объем дисциплины и виды учебной работы…………………………………….…………6

 

5. Содержание дисциплины…………….………………………………………………………7
5.1. Разделы дисциплины и виды занятий……………..…………………………………….…7
5.2.Содержание разделов дисциплины……………..…………………….………………8
5.3.Лабораторный практикум………………….……………………………..……………..…10

 

6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины…………………….……………...……10
6.1.Рекомендуемая литература…………………………………………….……..……………10
6.2.Средства обеспечения освоение дисциплины……………………………...…………...11

 

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины …………………………....………11

 

8. Содержание итогового и промежуточного контроля………………………….….………12

 

9. Требования к уровню подготовки студента по дисциплине…..……………..………..…13



 

10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины……................…14

 

11 .Учебная практика по дисциплине…………….….………………………………………..15

 

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

 

 

утверждаю

Заместитель министра образования

Российской Федерации

В.Д.Шадриков

____________________________

«05» апреля 2000 г.

Регистрационный номер 304 тех/дс

 

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

 

Направление подготовки дипломированного специалиста

280000 ( 656500 )- Безопасность жизнедеятельности

 

Специальность 280104- Пожарная безопасность

 

 

Квалификация специалиста - Инженер

 

 

Вводится с момента утверждения

 

Москва 2000

 

 

1. Требования ГОС ВПО по дисциплине

Рабочая программа дисциплины " Гидравлика " составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего про­фессионального образования по специальности 280104.65 "Пожарная безопасность" и определяет содержание и структуру дисциплины и содержит следующие разделы дисциплины: вводные сведения. Основные физические свойства жидкостей и газа. Основы кинематики. Общие законы и уравнения статики и динамики жидкостей и газов. Силы, действующие в жидкостях. Абсолютный и относительный покой (равновесие) жидких сред. Модель идеальной (невязкой) жидкости. Общая интегральная форма уравнений количества движения и момента количества движения. Подобие гидромеханических процессов. Общее уравнение энергии в интегральной и дифференциальной формах. Турбулентность и её основные статистические характеристики. Конечноразностные формы уравнений Навье-Стокса и Рейнольдса. Общая схема применения численных методов и их реализация на ЭВМ. Одномерные потоки жидкостей и газов.



2.Цели и задачи дисциплины

2.1. Цели и задачи дисциплины

-получение теоретических знаний и практических навыков в области гидравлики и основных методов расчета простейших гидравлических систем

Задачи дисциплины:дать обучающимся необходимые знания о основных законах равновесия и движения жидкостей, взаимодействия покоящейся и движущейся жидкости с элементами конструкций и способы приложения этих законов к решению конкретных практических задач, без которых качественное освоение других специальных дисциплин практически невозможно

2.2 Место дисциплины в структуре ООП. Данная дисциплина изучается в цикле общепрофессиональных дисциплин федерального компонента и обеспечивает понимание гидродинамических процессов, происходящих при движении жидкостей и газов.

Курс базируется на знаниях, полученных студентами в области естественно-научных дисциплин.

Базовые дисциплины: физика, химия, высшая математика, теоретическая механика.

Углубления и расширение вопросов, изложенных в данном курсе, будет осуществляться во время работы над дисциплинами: противопожарное водоснабжение, производственная и пожарная автоматика, пожарная профилактика в технологических процессах, пожарная безопасность в строительстве, пожарная тактика, пожарная техника.

 

 

3.Требования к уровню освоения содержания дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих профессиональных и общекультурных компетенций студента:

- готов применять современные методики и технологии, методы диагностирования достижений обучающихся для обеспечения качества учебно- воспитательного процесса ;

- способен использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической обработки информации, теоретического и экспериментального исследования ;

- готов использовать основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, готовностью работать с компьютером как средством управления информацией ;

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

- основные физические свойства жидкостей, приме­няемых в технике и различных

отраслях народного хозяйства;

- основные законы гидростатики и гидродинамики;

- методы математического описания движения жидко­сти и газов;

- основы теории гидравлических машин и механиз­мов;

- методы решения типовых задач гидростатики и гид­родинамики.

Уметь:

- рассчитывать основные параметры различных гидросистем для заданных условий

работы.

Владеть:

- четким представлением о исследуемых гидростатических и гидродинамических

явлениях и законах;

- ясным пониманием сущности применяемых современных методов исследования,

расчета и измерения;

- логическим ос­мысливанием полученных результатов и оценки степени их

достоверности;

- правильным определением погрешности расчетов и измерений;

- современным математическим аппаратом расчета.

 

4.Объем дисциплины и виды учебной работы

Виды учебной работы Всего часов /зачетн. едениц Семестры
   
Аудиторные занятия (всего)    
В том числе:        
Лекции    
Практические занятия (ПЗ)    
Семинары (С)        
Лабораторные работы (ЛР)    
Самостоятельная работа (всего)    
В том числе:        
Курсовой проект (работа)        
Расчетно- графические работы        
Реферат        
Другие виды самостоятельной работы        
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен ) экз экз    
Общая трудоемкость часы    

 

 

5.Содержание дисциплины

5.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п Наименование разделов и тем Всего часов Аудиторные занятия (час) в том числе Самраб.
Лекц Пр.зан Лаб.р.
Вводные сведения. Основные физические свойства жидкостей и газов. Силы, действующие в жидкостях. Гидростатическое давление и его свойства.
Дифференциальное уравнение равновесия жидкости. Основное уравнение гидростатики.
Давление жидкости на плоские и криволинейные стенки. Центр давления.  
Основы кинематики. Уравнение неразрывности. Дифференциальное уравнение движения жидкости (модель идеальной жидкости).
Движение реальных жидкостей. Общее уравнение энергии. Уравнение Бернулли для элементарной струйки и потока реальной жидкости..
Практическое применение уравнений Бернулли в гидравлике. Режимы движения жидкости.  
Элементы теории размерностей и подобия. Гидравлические сопротивления. График Никурадзе.
Гидравлический расчет трубопроводов и рукавных систем. Расчет газопроводов при малых и больших перепадах давления.  
Истечение жидкостей через отверстия и насадки.
Гидравлические струи.  
Неустановившееся напорное движение жидкости. Гидравлический удар в трубопроводах.
  Итого
Итоговая форма контроля - экзамен

5.2.Содержание разделов дисциплины

№ п/п Наименование раздела дисциплины Содержание раздела
Раздел 1 Вводные сведения. Основные физические свойства жидкостей и газов. Силы, действующие в жидкостях. Гидростатическое давление и его свойства.   Вводные сведения о предмете «Гидравлика». Краткая история развития гидравлики, роль русских ученых. Место и роль курса в общей подготовке специалистов для органов и подразделений пожарной охраны. Взаимосвязь с дисциплинами других кафедр. Методы исследований используемые в гидравлике. Основные физические свойства жидкостей и газов. Силы, действующие в жидкостях. Динамический и кинематический коэффициент вязкости. Гидростатическое давление и его свойства.  
Раздел 2 Дифференциальное уравнение равновесия жидкости. Основное уравнение гидростатики. Дифференциальные уравнения гидростатики и их интегрирование. Равновесие несжимаемой жидкости в поле сил тяжести. Абсолютный и относительный покой (равновесие) жидких сред. Поверхности равных давлений. Закон Паскаля, использование его в пожарной технике. Абсолютное и избыточное давление. Вакуум. Диаграмма давлений. Пьезометрическая высота и гидростатический напор. Энергетический смысл основного уравнения гидростатики.  
Раздел 3 Давление жидкости на плоские и криволинейные стенки. Центр давления.   Аналитический и графоаналитический методы определения силы и центра давления жидкости на плоские и криволинейные поверхности. Эпюры давления. Закон Архимеда. Практическое применение законов гидравлики в пожарном деле.
Раздел 4 Основы кинематики. Уравнение неразрывности. Дифференциальное уравнение движения жидкости (модель идеальной жидкости). Установившееся и неустановившееся движение жидкости. Линия тока, элементарная струйка, поток. Уравнение неразрывности в интегральной и дифференциальной форме. Расход жидкости. Живое сечение потока. Средняя скорость. Плавно и резко изменяющиеся потоки. Гидравлический радиус. Дифференциальные уравнения движения жидкости и их интегрирование. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости и его интерпретация.  
Раздел 5 Движение реальных жидкостей. Общее уравнение энергии. Уравнение Бернулли для элементарной струйки и потока реальной жидкости.. Особенности движения реальных жидкостей. Распределение давлений в живых сечениях потока при установившемся, плавно изменяющимся движением. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости при установившемся движении жидкости. Ограничения использования уравнения Бернулли. Его геометрическая интерпретация и физический смысл.  
Раздел 6 Практическое применение уравнений Бернулли в гидравлике. Режимы движения жидкости. Гидравлическое уравнение количества движения реальных жидкостей. Примеры практического применения уравнения Бернулли в проектировании аппаратов пожарной техники. Принцип действия струйных насосов. Режим движения жидкости. Число Рейнольдса.  
Раздел 7 Элементы теории размерностей и подобия. Гидравлические сопротивления. График Никурадзе. Виды гидравлических сопротивлений. Теория подобия и метод анализа размерности. Вывод общих формул для определения потери напора. Теоретические методы определения потери напора и коэффициентов гидравлического сопротивления. Экспериментальные методы определения потерь напора и коэффициентов гидравлического сопротивления. График Никурадзе. Влияние режима движения жидкости и шероховатости трубопровода на линейный коэффициент гидравлического сопротивления и потери напора. Физический смысл влияния шероховатостей. Гидравлически гладкие и шероховатые трубы. Методика расчета потери напора в трубах. Местные сопротивления. Изменение коэффициента местного сопротивления в зависимости от числа Рейнольдса и вида местного сопротивления.  
Раздел 8 Гидравлический расчет трубопроводов и рукавных систем. Расчет газопроводов при малых и больших перепадах давления. Классификация трубопроводов и основные расчетные формулы. Гидравлический расчет «длинных» трубопроводов при параллельном и последовательном соединении. Расчет «коротких» трубопроводов Определение потерь напора в пожарных рукавах. Методы снижения потери напора. Расчет газопроводов при малых и больших перепадах давлений.  
Раздел 9 Истечение жидкостей через отверстия и насадки. Истечение жидкости из круглого отверстия в тонкой стенке. Сжатие струи. Коэффициенты скорости истечения и расхода. Истечение жидкости через затопленные отверстия. Истечение жидкости через насадки. Типы насадков. Скорость и расход при истечении жидкости через внешний цилиндрический насадок. Вакуум в цилиндрическом насадке. Особенности истечения жидкости из насадков других типов.
Раздел 10 Гидравлические струи Классификация струй. Компактные и раздробленная части струи. Методы анализа устойчивости и причины распада компактной части струи. Инверсия струи. Траектория струи. Высота подъема и дальность полета струи. Формулы Люгера и Фримана. Расчет наклонных струй. Влияние насадок на формирование струи. Связь между радиусом действия компактной части струи, диаметром насадка, напором и расходом. Реакция струи. Давление струи. Распыленные струи и способы их получения.
Раздел 11 Неустановившееся напорное движение жидкости. Гидравлический удар в трубопроводах. Уравнение Бернулли для неустановившегося движения. Гидравлический удар в трубопроводах. Повышение давления при гидравлическом ударе. Скорость распространения ударной волны. Фаза удара. Полный и неполный удар. Диаграмма давлений при гидравлическом ударе. Способы уменьшения давления при гидравлическом ударе.  

Лабораторный практикум

№ п/п Номер учебной темы Наименование работы   Время
1,2,3 Способы измерения давления
Исследование режимов движений жидкости
5,6 Опытная иллюстрация уравнения Бернулли
Определение коэффициента гидравлического трения
Определение местных коэффициентов сопротивления
9,10 Истечение жидкости через отверстия в тонкой стенке
9,10 Истечение жидкости через насадки
Гидравлический удар в трубах
    Итого

 

6.Учебно-методическое обеспечение дисциплины

6.1.Рекомендуемая литература:

Основная:

1. Артемьева, Т. В. Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод : [учеб. пособие для вузов по спец. направления подгот. дипломир. специалистов "Эксплуатация назем. трансп. и трансп. оборуд."] / [Артемьева, Т. В. и др.] ; под ред. С. П. Стесина. - 3-е изд., стер. - М. : Academia, 2007. - 335 с. : ил. - (Высшее профессиональное образование. Транспорт). - Библиогр.: с. 332. - ISBN 978-507695-3922-0.

2. Кудинов, В. А. Гидравлика : [учеб. пособие для вузов по направлениям (спец.) подгот. в обл. техники и технологии] / В. А. Кудинов, Э. М. Карташов. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 2007. - 199 с. : ил. - Библиогр.: с. 196. - ISBN 978-5-06-005341-8.

3. Прозоров, И. В. Гидравлика, водоснабжение и канализация : [учеб. пособие для строит. спец. вузов] / И. В. Прозоров, Г. И. Николадзе, А. В. Минаев. - М. : Высш. шк., 1990. - 448 с. : ил. - Библиогр.: с. 443. - ISBN 5-06-000760-Х.

4. Дробнис, В. Ф. Гидравлика и гидравлические машины : [учеб. пособие для пед. ин-тов по спец. №2120 "Общетехн. дисциплины и труд"] / В. Ф. Дробнис ; под ред. М. Б. Суллы. - М. : Просвещение, 1987. - 191 с. : ил. - (Учебное пособие для педагогических институтов). - Библиогр.: с. 188.

5. Бухвалов, Г. С. Практикум по гидравлике / Г. С. Бухвалов, Н. В. Фролов. - М. : Колос, 1998. - 283 с.

6. Добролюбов, В. И. Гидравлика : лаб. практикум [по дисциплине "Автомоб. эксплуатац. материалы"] / В. И. Добролюбов, В. А. Никитин. - Чебоксары : Чуваш. гос. пед. ун-т, 2009. - 68 с. : ил. - Библиогр.: с. 67.

 

Дополнительная:

1. Башта, Т. М. Гидравлика, гидромашины и гидро­приводы : учеб. для машиностро-ительных вузов / Т. М. Башта. - 2-е изд., перераб. - М. : Машиностроение, 1992. -423 с.

2. Байбаков, О. В. Лабораторный курс гидравлики, насосов и гидропе­редач / О. В. Байбаков и др. - М. : Машиностроение, 1987. -426 с.

3. Холин, К. М. Основы гидравлики и объемные гид­роприводы / К. М. Холин, О. В. Никитин. - М. : Машино­строение, 1989. - 264 с.

4. . Бабаев, Н. А. Гидравлика: конспект лекций / Бабаев, Н. А. – М. : Эксмо, 2008. – 192 с. (экзамен в кармане).

5. Китаев, А. И. Гидравлика : учеб.-метод. комплекс по дисциплине : спец. 190603 "Сервис транспорт. и технол. машин и оборудования (автомоб. транспорт)" / Чуваш. гос. пед. ун-т ; [сост. А. И. Китаев, А. Н. Николаев]. - Чебоксары : ЧГПУ, 2008. - 29 с.

 

6.2.Средства обеспечения освоение дисциплины

Образовательные технологии, используемые при обучении: лекции, практические занятия, лабораторные занятия, самостоятельная работа студентов.

При проведении занятий рекомендуется использование активных и интерактивных форм занятий (в том числе с применением компьютерного моделирования, проектных методик, мозгового штурма, разбора конкретных ситуаций, коммуникативного эксперимента, коммуникативного тренинга, иных форм) в сочетании с внеаудиторной работой. Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, составляет более 30 % аудиторных занятий.

 

 

7.Материально-техническое обеспечение дисциплины

Для обеспечения данной дисциплины имеются:

- демонстрационный кабинет с комплектом демонстрационных экспериментов, приборов и плакатов;

- технические средства обучения (компьютер с мультимедийным проектором и набором обучающих и демонстрационных программ, видеомагнитофон с набором анимационных демонстраций);

- компьютерный класс на 12 посадочных мест с необходимым программным обеспечением и выходом в Интернет;

- учебная лаборатория.

Лаборатория располагает необходимым количеством лабораторных работ согласно перечня и современными средствами измерения. Лаборатория обеспечена персональным компьютером для оперативного расчета экспериментальных результатов и проверки изучаемых законов, электронными средствами контроля знаний студентов по данной дисциплине.

 

 

Содержание итогового и промежуточного контроля

Примерный перечень вопросов к зачету или экзамену

1. Физические свойства жидкости, единицы измерения, плотность, вязкость, коэффициент сжатия, коэффициент температурного расширения.

 

2. Вывод основного уравнения гидростатики и его физический смысл.

 

3. Вывод формулы для определения силы давления жидкости на плоские стенки.

 

4. Вывод формулы для определения центра давления жидкости на плоские стенки.

 

5. Диаграмма давления. Вывод формулы для определения пьезометрической высоты.

 

6. Дифференциальные уравнения гидростатики. /Вывод./

 

7. Эпюры гидростатического давления.

 

8. Вывод формулы для поверхности равного давления.

 

9. Основные понятия кинематики жидкости; установившееся и не установившееся движение линии тока, элементарная струйка и поток жидкости. Вывод уравнения неразрывности для потока жидкости.

 

10.Дифференциальные уравнения движения идеальной жидкости.

 

11.Гидростатическое давление и его свойства.

 

12.Формулы для определения силы и центра давления жидкости на криволинейные фигуры.

 

13.Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости, его физический и геометрический смысл.

 

14.Режимы движения жидкости. Методика экспериментального исследования режимов движения.

 

15.Уравнение Бернулли для струйки идеальной жидкости и его интерпретации.

 

16.Вывод уравнения Бернулли для струйки реальной жидкости.

 

17.Вывод уравнения Бернулли для газов.

 

18.Изменение коэффициента сопротивления трения в зависимости от режимов движения жидкости /график Никурадзе/.

 

19.Гидравлический расчет параллельно соединенных трубопроводов.

 

20.Физический смысл влияния шероховатости на величину потерь напора. Гидравлически гладкие и гидравлически шероховатые трубы.

 

21.Расчет последовательно соединенных труб. Формулы для определения потерь напора в пожарных рукавах.

 

22.Вывод формулы для определения расхода жидкости при истечении через затопленные отверстия /под уровень/.

 

23.Вывод формулы для определения скорости и расхода жидкости при истечении через малые отверстия в тонкой стенке/случай истечения в атмосферу/.

 

24.Вывод формулы для определения величины ваккума в сжатом сечении струи вытекающей из цилиндрической насадки.

 

25.Сжатие струи; вид сжатия, коэффициент скорости, истечения и расхода, их физический смысл, инверсия струи.

 

26.Вывод формулы для определения расхода жидкости при истечении через систему коротких трубопроводов при постоянном напоре.

 

27.Элементы траектории пожарных струй и их соотношение. Расчет наклонных пожарных струй. Способы получения распыленных струй.

 

28.Формулы Фримана и Люгера для определения высоты вертикальной пожарной струи.

 

29.Вывод формулы для определения реакции струи, вытекающей из пожарного ствола. Роль насадков пожарных стволов.

 

30.Гидравлический удар в трубах; фаза и скорость распространения ударной волны, полный и неполный удар, вывод формулы для определения давления при гидравлическом ударе /формула Жуковского/.

 

31.Расчет газопроводов при малых перепадах давлений.

 

32.Расчет газопроводов при больших перепадах давлений.

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.