МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ ВПО Московский государственный агроинженерный

университет им. В.П.Горячкина

Факультет Заочного Образования

Кафедра - ГИДРАВЛИКА И ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

УТВЕРЖДАЮ:

Декан факультета П.А.Силайчев

«_»_2010 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Дисциплина - ГИДРАВЛИКА И ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ Направление - 660300 АГРОИНЖЕНЕРИЯ Специальность - 030500 ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБУЧЕНИЕ Москва 2010 1. Цель и задачи дисциплины - получение теоретических знаний и практических навыков для решения технических задач и преподавания дисциплин, связанных с применением жидкостей и гидравлических машин в сельскохозяйственном производстве.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины В результате изучения дисциплины студент должен:

иметь представление:

- об использовании жидкостей в гидросистемах, гидромашинах и технологических процессах;

- об устройстве и принципах действия гидравлических машин;

- о гидро- и пневмотранспорте;

- о сельскохозяйственном водоснабжении и гидромелиорации;

знать:

- основные законы гидравлики;

- основы теории гидравлических машин, принципы работы и методы рациональной эксплуатации;

- основные принципы построения, элементы конструкции и методы эксплуатации систем гидропривода, сельскохозяйственного водоснабжения, гидромелиоративных и других систем;

уметь:

- использовать полученные знания в процессе изучения дисциплин: тракторы и автомобили, сельскохозяйственные и мелиоративные машины, механизация животноводческих ферм, электропривод;

владеть:

- методиками расчета гидравлических систем и подбора гидромеханического оборудования.

3. Объем дисциплины и виды учебной работы Виды учебной работы Итого Семестры Всего часов 1. Аудиторные занятия: Лекции Практические занятия (ПЗ) Семинары (С) Лабораторные работы (ЛР) Самостоятельная работа Курсовой проект (работа) Контрольная работа Реферат УИРС Зачет, экзамен, практика зачет 4. Содержание дисциплины 4.1 Разделы дисциплины и виды занятий № Разделы дисциплины Лекции Практические Лабораторные п.п. занятия (ПЗ) работы (ЛР) Гидравлика 1 4 4 Гидравлические машины 2 3 3 Гидропривод 3 1 1 Основы сельскохозяйственного водоснабжения и гидромелиорации Гидро-пневмотранспорт 5 1 1 Содержание разделов дисциплины 1. Гидравлика Общие сведения. Предмет гидравлика, его значение в решении задач инженерной практики. Краткая история науки гидравлика, роль российских ученых в ее развитии. Понятие "жидкость". Основные физические свойства жидкости. Модели жидкой среды: идеальная, ньютоновская и неньютоновская жидкости. Силы и напряжения, действующие в жидкости.

Гидростатика. Гидростатическое давление и его свойства. Абсолютное, избыточное, вакуумметрическое давление. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости (уравнения Эйлера). Поверхности равного давления. Интегрирование уравнений равновесия для вязкой несжимаемой жидкости, находящейся под действием силы тяжести. Основное уравнение гидростатики, гидростатический и пьезометрический напоры, пьезометрическая высота. Методы и приборы для измерения давления. Законы Паскаля и сообщающихся сосудов. Силы гидростатического давления жидкости на плоские и криволинейные поверхности, определение точек их приложения. Закон Архимеда. Основы теории плавания тел.

Принципы и схемы использования законов гидростатики в гидравлических машинах.

Гидродинамика. Понятие движения жидкости. Установившееся и неустановившееся, плавно изменяющееся и резкоизменяющееся, равномерное и неравномерное, напорное и безнапорное движение жидкости. Дифференциальные уравнения движения идеальной (невязкой) жидкости (уравнения Эйлера). Струйная модель движения жидкости. Элементарный расход. Уравнение неразрывности для элементарной струйки несжимаемой жидкости. Поток как совокупность элементарных струек, гидравлические элементы потока. Расход и средняя скорость потока. Уравнение неразрывности для установившегося потока жидкости и его следствие. Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной и реальной жидкости, для потока реальной (вязкой) жидкости при установившемся плавно изменяющемся движении. Геометрическая и энергетическая интерпретация, графическое представление уравнения Бернулли.

Режимы движения жидкости, критерий Рейнольдса, его критическое значение.

Виды гидравлических сопротивлений, потери напора. Основное уравнение равномерного движения жидкости. Общая формула коэффициента сопротивлений (потерь напора) по длине при равномерном движении, формула Дарси-Вейсбаха.

Средняя скорость и расход жидкости при равномерном движении, формула Шези.

Потери напора на трение по длине при ламинарном и турбулентном режимах движения. Зависимость коэффициента гидравлического трения от режима движения жидкости и шероховатости стенок (график Никурадзе). Потери напора при неравномерном движении жидкости, местные потери напора.

Истечение жидкости через отверстия и насадки при постоянном напоре. Скорость истечения, расход жидкости. Коэффициенты сжатия, скорости и расхода.

Истечение жидкости через отверстия и насадки при переменном напоре.

Классификация трубопроводов. Гидравлически короткие и длинные трубопроводы. Расходная характеристика (модуль расхода). Гидравлический расчет коротких трубопроводов. Расчет длинных трубопроводов при последовательном и параллельном соединении труб, трубопроводов с непрерывным изменением расхода по длине. Неустановившееся движение жидкости в трубопроводах, гидравлический удар. Меры по предотвращению гидравлического удара в длинных трубопроводах.

Равномерное движение воды в каналах. Виды сечений канала, гидравлические элементы. Формула Шези, основное уравнение равномерного движения. Допускаемые скорости. Задачи, возникающие при расчете каналов.

Водосливы, назначение, классификация. Основная расчетная формула. Факторы, влияющие на пропускную способность водосливов.

2. Гидравлические машины Общие сведения. Назначение гидравлических машин и вентиляторов. Классификация гидравлических машин. Значение гидравлических машин и вентиляторов в сельскохозяйственном производстве.

Насосы. Классификация и область применения. Параметры, характеризующие работу насосов.

Динамические насосы, классификация, назначение. Принцип действия лопастных насосов. Основное уравнение лопастных насосов (уравнение Эйлера). Рабочие характеристики, испытание центробежных насосов. Основы теории подобия лопастных насосов. Пересчет рабочих характеристик лопастных насосов на другую частоту вращении. Работа насоса на сеть, характеристика трубопровода, рабочая точка насоса. Регулирование режима работы насоса. Последовательная и параллельная работа насосов на сеть. Допустимая и предельная высота всасывания, кавитация. Методы и средства борьбы с кавитацией. Подбор центробежных насосов по каталогу.

Объемные насосы. Поршневые и роторные насосы, особенности конструкции и принцип действия. Характеристики и способ регулирования подачи. Обратимость роторных насосов.

Гидравлические двигатели. Назначение гидродвигателей, общая классификация.

Объемные гидродвигатели. Гидродвигатели прямолинейного и поворотного движения. Гидроцилиндры. Конструктивные схемы, принципы работы. Регулирование скорости движения гидроцилиндра. Область применения. Поворотные гидродвигатели. Конструктивные схемы и принципы работы. Область применения. Роторные гидродвигатели. Мощность и крутящий момент на валу гидродвигателя, рабочий объем, к.п.д. Типы роторных гидродвигателей. Конструктивные схемы, принцип действия. Реверсивность гидродвигателей. Принципы регулирования частоты вращения и крутящего момента.

Лопастные гидродвигатели (турбины). Классификация гидротурбин. Активные и реактивные турбины. Принципы действия и назначение.

Вентиляторы. Назначение, классификация, конструктивные схемы и принцип действия вентиляторов. Давление, создаваемое вентилятором. Характеристики вентиляторов и области применения. Другие виды воздуходувных машин (компрессоры, турбокомпрессоры и др.).

3. Гидропривод Общие сведения. Назначение и общая характеристика гидропривода. Классификация гидроприводов. Роль гидропривода в комплексной механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства.

Объемный гидропривод. Назначение, общая характеристика, классификация. Достоинства объемного гидропривода. Принцип действия, основные параметры, характеризующие объемные гидроприводы. Типовые схемы объемного гидропривода. Объемный гидропривод с разомкнутой и замкнутой циркуляцией рабочей жидкости. Дроссельное и объемное регулирование гидропривода. Гидравлический расчет объемного гидропривода. Типовые схемы объемных гидроприводов, применяемых на сельскохозяйственных машинах.

Агрегаты гидроприводов. Основные типы насосов и гидроприводов.

Эксплуатация объемных гидроприводов. Влияние температурных условий на работу гидропривода. Особенности работы объемных гидроприводов на сельскохозяйственных машинах. Достоинства, недостатки и перспективы развития объемного гидропривода.

Гидродинамические передачи. Основные сведения, классификация, достоинства и недостатки. Применение гидродинамических передач на сельскохозяйственных и других машинах.

Основы теории гидродинамических передач. Параметры, характеризующие гидродинамические передачи. Особенности рабочего процесса.

Гидродинамические муфты и трансформаторы. Назначение, устройство и принцип действия. Особенности работы гидродинамических передач на сельскохозяйственных машинах.

4. Основы сельскохозяйственного водоснабжения и гидромелиорации Особенности сельскохозяйственного водоснабжения, системы и схемы водоснабжения из поверхностных и подземных источников. Групповые и локальные трубопроводы. Башенные и безбашенные схемы водоснабжения. Требования, предъявляемые к качеству воды, и способы его улучшения. Нормы и режимы водопотребления, определение потребности в воде, графики водоподачи.

Водозаборные сооружения, водопроводные сети и водоводы. Средства механизации подъема воды.

Основы гидромелиорации. Виды мелиораций, основные задачи гидротехнической мелиорации. Комплексное влияние гидромелиорации на водный, воздушный, тепловой, микробиологический и питательный режимы почв. Общие сведения об орошении и его виды. Водный баланс, оросительная и поливная нормы, графики поливов и гидромодуля. Способы и техника полива сельскохозяйственных культур.

5. Гидро-пневмотранспорт Общие сведения о гидро-пневмотранспорте. Применение гидропневмотранспорта для транспортировки навоза, кормов и других с/х продуктов.

Особенности гидравлики неоднородных жидкостей. Классификация и основные физико-механические свойства гидросмесей. Транспортирующая способность потока. Напорный и безнапорный гидро-пневмотранспорт. Методы расчета гидропневмотранспорта. Схемы гидро-пневмотранспортных установок. Оборудование для гидро-пневмотранспорта.

5. Лабораторно-практические занятия п.п.

Исследование уравнения Бернулли Исследование режимов движения жидкости на установке Рейнольдса Определение коэффициента гидравлического трения по длине трубы Определение коэффициентов местных сопротивлений Определение коэффициентов расхода, сжатия и скорости при истечении жидкости через отверстия и насадки Изучение методов и приборов для определения расхода Исследование гидравлического удара Испытание центробежного насоса Параллельная и последовательная работа насосов на сеть Изучение конструкций элементов гидропривода Испытание водоструйного насоса Испытание эрлифта 6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 6.1 Рекомендуемая литература:

1.Калекин А.А. Гидравлика и гидравлические машины – М.: Мир, 2005.с., ил.

2.Тепло- и водоснабжение сельского хозяйства /С.П. Рудобашта, Н.И. Барановский, Б.Х. Драганов и др.; Под ред. С.П.Рудобашты/ -М.: Колос, 1997.с., ил.

3.Лапшов Н.Н. Гидравлика. – М.: Изд-во «Академия», 2008. – 272с.

б) Дополнительная литература:

1.Исаев А.П. и др. Гидравлика и гидромеханизация сельскохозяйственных процессов.—М.: Агропромиздат, 1990.

2. Палишкин Н.А. Гидравлика и сельскохозяйственное водоснабжение. М.:

Агропромиздат, 1990.

3. Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидравлические машины и гидроприводы.

М.: Машиностроение, 1982.

4. Ловкис З.В., Бердышев Э.В. Гидравлика и гидравлические машины. М.:

5.Штеренлихт Д.В. Гидравлика: учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп.М.: КолосС, 2004. – 656 с.: ил.

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины 1. Установка для демонстрации уравнения Бернулли.

2 Установка Рейнольдса.

3.Установка для исследования истечения через отверстия и насадки.

4.Установка для исследования потерь напора по длине и на местных сопротивлениях.

5.Установка для исследования гидравлического удара.

6.Стенд для снятия характеристик центробежных насосов.

7.Стенд для демонстрации основных узлов насосов и принципов их работы.

8 Стенд для испытания объемного насоса.

9.Стенд для демонстрации основных узлов объемного гидропривода.

10.Стенд для испытания безбашенной пневматической водокачки.

11.Стенд для испытания водоструйных водоподъемников.

Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки АГРОИНЖЕНЕРИЯ, специальность - 030500 Профессиональное обучение.

Программу разработали:

Н.Г.Кожевникова, к.т.н., доц.

Н.П.Тогунова, к.т.н., доц.

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры _ «»_2010г., протокол №.

Заведующий кафедрой Н.Г. Кожевникова Одобрена Методической комиссией и Ученым советом факультета протокол № от «»_2010г, Председатель методической комиссии факультета _ /_/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Московский государственный агроинженерный университет

КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

По дисциплине: Гидравлика курс 3-ий, группы 31-п/м, 32-п/э Кафедра гидравлики и гидромашин Факультет ФЗО Утвержден на заседании кафедры _ 2010г. протокол №_ Форма контроля: зачет Предмет гидравлика и гидромашины и его значение в народном хозяйстве. Физические свойства жидкости.

Гидростатика. Гидростатическое давление, его свойства.

сие. Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля.

Избыточное давление и вакуум. Сила давления на плоскую фигуру. Гидростатический напор. Зако Архимеда.

Гидродинамика. Неустановившееся и установившееся движение. Траектория и линия тока. Трубка тока и элементарная струйка. Элементарный расход. Уравнение неразрывности для струйки и уравнение Бернулли для струйки. Поток как совокупность элементарных струек.

Уравнение неразрывности для потока. Расход и средняя скорость для потока. Напорное и безнапорное движение. * Смоченный периметр и гидравлический радиус. Уравнение Бернулли для потока. Два режима движения жидкости. Формула Пуазейля. Определение потерь напора в круглых трубах при напорном движении. Определение потерь напора в круглых трубах при турбулентном движении. Формула Шези. Местные потери.

Гидравлический расчет коротких трубопроводов. Гидравлический расчет длинных трубопроводов. Простой и сложный трубопроводы. Расчет тупиковых трубопроводов Истечение из отверстия. Гидравлический удар в * трубопроводе. Гидромашины. Классификация насосов.

Основные параметры насосов. Схемы и принципы работы лопастных и объемных насосов..

Вывод основного уравнения работы центробежного насоса. Вывод формулы напора центробежного насоса.

Пересчет рабочих характеристик на новые обороты. Работа центробежного насоса на данный трубопровод Регулирование подачи центробежных насосов. Параллель- * ная и последовательная работа центробежных насосов.

Предельная высота всасывания и кавитация. Осевые и вихревые насосы. Объемные насосы и двигатели.

Гидропривод. Классификация гидроприводов. Показатели, характеризующие гидропривод. Объемный гидропривод, его элементы.Гидродинамические передачи.

Гидромуфта и гидротрансформатор. Характеристики гидропередач Сельскохозяйственное водоснабжение.

Источники и схемы водоснабжения. Нормы водопотребления. Определение потребности в воде. Расчет систем водоснабжения. Определение требуемого напора и высоты напорной башни. Определение регулирующего Основные физические свойства жидкости.

Исследование закона Паскаля на примере гидравлического пресса.

Закон Архимеда. Основы теории плавания тел.

Исследование уравнения Бернулли.

Режимы движения жидкости. Определение числа Рейнольдса.

Определение коэффициента гидравлического трения по длине трубы.

Определение коэффициентов местных сопротивлений Определение коэффициентов расхода, сжатия и скорости при истечении из отверстий и 9. Методы определения расхода жидкости. Расходомеры.

10. Исследование гидравлического удара в напорном трубопроводе.

11. Испытания центробежного насоса.

12. Параллельная и последовательная работа насосов.

13. Кавитационные испытания центробежного насоса.

14. Испытание шестеренного насоса.

15. Испытание автоматизированной пневматической, водоструйной и эрлифтной установок.

16. Исследование работы дождевального аппарата.

1. Задачи по гидростатике, гидродинамике, гидроприводу и с/х водоснабжению.

а) основная литература:

1. Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод : учеб. пособие для вузов / Т.В.Артемьева,Т.М.Лысенко, А.Н.Румянцева [и др.] Под ред.С.П.Стесина. - 2-е изд., стереотип. - М. : Академия, 2006. - 336 с. : ил. - (Высш. проф. образование). - Библиогр.: с. 332. - ISBN 5-7695-3162-2 : (В пер.) 2. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов - 3-е изд., стереотип. –М.: Альянс-пресс, 2009. -423с.

3. Бекишев Б.Т., Кожевникова Н.Г., Кривчанский В.Ф., Ракушина О.В., Тогунова Н.П., Цымбал А.А., Шевкун Н.А., Ещин А.В. Гидравлика и гидравлические машины: задание для контрольных работ и методические рекомендации по их выполнению. – М.: ФГОУ ВПО МГАУ, б) дополнительная литература:

4. Исаев А.П., Сергеев Б.И., Дидур В.А. Гидравлика и гидромеханизация с/х процессов. – М.:

Агропромиздат, 1990 г.

5. Тепло-, водоснабжение с/х. /под общ. редакцией С.П. Рудобашты. – М.: Агропромиздат, Учебно-методическое обеспечение дисциплины:

1. Исаев А.П., Кожевникова Н.Г., Бекишев Б.Т. Гидравлика, гидромашины и сельскохозяйственное водоснабжение. Методические указания по выполнению лабораторных работ.

Часть 1. – М.: МГАУ им. В.П. Горячкина, 2001 г., 36 с.

2. Исаев А.П., Кожевникова Н.Г., Бекишев Б.Т. Гидравлика, гидромашины и сельскохозяйственное водоснабжение. Методические указания по выполнению лабораторных работ.

Часть 2. – М.: МГАУ им. В.П. Горячкина, 2001 г., 36 с.

3. Бекишев Б.Т., Кожевникова Н.Г. Техническое водоснабжение: методические рекомендации по выполнению расчетной работы. – М.: МГАУ им. В.П. Горячкина, 2001 г., 18 с.

4. Исаев А.П., Кожевникова Н.Г., Бекишев Б.Т., Кривчанский В.Ф. Гидравлика, гидромашины и сельскохозяйственное водоснабжение. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Часть 3. – М.: МГАУ им. В.П. Горячкина, 2002 г., 50 с.

5. Бекишев Б.Т., Кожевникова Н.Г., Кривчанский В.Ф., Ракушина О.В., Тогунова Н.П.

Цымбал А.А., Шевкун Н.А., Ещин А.В. Сборник задач по гидравлике, гидравлическим машинам и сельскохозяйственному водоснабжению. Методические рекомендации. Часть 1. Гидростатика. – М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2004 г., 39 с.

6. Бекишев Б.Т., Кожевникова Н.Г., Кривчанский В.Ф., Ракушина О.В., Тогунова Н.П., Цымбал А.А., Шевкун Н.А., Ещин А.В. Гидравлика, гидравлические машины и сельскохозяйственное водоснабжение: сборник задач. Часть 2. Гидродинамика. – М.: ФГОУ ВПО МГАУ, г., 48 с.

7. Кожевникова Н.Г., Кривчанский В.Ф., Тогунова Н.П., Шевкун В.А. Шевкун Н.А., Ещин А.В. Гидравлика, гидромашины и сельскохозяйственное водоснабжение: лабораторный практикум. Часть 1. Гидростатика. – М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2008 г., 48 с.

8. Кожевникова Н.Г., Кривчанский В.Ф., Исаев А.П., Шевкун Н.А., Ещин А.В. Насосы:

методическое пособие. – М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2008 г., 80 с.

9. Кожвникова Н.Г., Кривчанский В.Ф., Тогунова Н.П., Шевкун В.А., Шевкун Н.А., Ещин А.В. Гидравлика, гидравлические машины и сельскохозяйственное водоснабжение: лабораторный практикум. Часть 2. Гидродинамика. – М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2009 г., 76 с.