МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева»

Кафедра процессов, машин и аппаратов химических производств

УТВЕРЖДАЮ

Начальник учебного управления Е. Ю. Брель «» 2012 г.

Рабочая программа дисциплины Механика жидкости и газа Направление подготовки бакалавров 241000.62 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии»

Профиль «»

Б3.В. Трудоемкость дисциплины 4 ЗЕ Форма обучения Очная Заочная Заочная с сокращенными сроками обучения Курс/ Семестр 2/4 3/5 2/ Всего 144 144 Лекции, ч 34 6 Лабораторные занятия, ч 17 6 Практические занятия, ч 17 6 Самостоятельная работа, ч 76 126 Курсовая работа, семестр 4 5 Перечень реализуемых компетенций ОК-10, ПК-1, ПК-2, ПК-8, ПК-9, ПК-18, ПК-19, ПК-20, ПК-24.

Форма промежуточной аттестации Экзамен / 4 Экзамен / 5 Экзамен / Кемерово Рабочая программа составлена на основании Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и с учетом рекомендаций Примерной основной образовательной программы по направлению подготовки бакалавров 241000 Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии по профилю 241004 «Машины и аппараты химических производств».

Рабочую программу составил доцент кафедры ПМиАХП Афанасьев Ю.О.

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры "Процессы машины и аппараты химических производств" _мая 2011 г., протокол № Зав. кафедрой_ Петрик П.Т.

Согласовано учебно-методической комиссией бакалавриата по направлению 241000 Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии протокол №, от _ мая 2011 г.

Председатель УМК специальности по направлению 241000 Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии Петрик П.Т.

1. Цели освоения дисциплины.

Целью изучения дисциплины (модуля) является образование необходимой базы знаний о законах равновесия и движения жидкостей и газов, чтобы в дальнейшем научить студентов владеть методами применения этих законов к конкретным задачам химической, нефтехимической и биотехнологической отрасли и проблемам охраны окружающей среды. Усвоение студентами фундаментальных законов механики жидкости и газа, их практических приложений, и применение математических методов анализа процессов движения среды, необходимы для формирования основ инженерного мировоззрения будущего специалиста.

2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата цикл С1, код УЦ ООП Б.2 – изучение элементов механики жидкости и газа, Б.3 – изучение явлений переноса импульса, массы и энергии, основных дифференциальных уравнений жидкости и газа. Дисциплина «Механика жидкости и газа» предшествует изучению дисциплин «Процессы и аппараты химической технологии» и «Машины и аппараты химических производств» поскольку гидродинамика движения реагирующих потоков во многом определяет эффективность теплообменных и массообменных процессов. Для освоения дисциплины «Механика жидкости и газа» студенту необходимо знать дифференциальное и интегральное исчисление, дифференциальные уравнения в частных производных, элементы векторного анализа, 1 и 2 закон термодинамики, истечение газов и паров, термодинамика процессов сжатия и расширения газа в машинах.

Теоретические дисциплины, и практические занятия необходимые для изучения дисциплины «Механика жидкости и газа» приведены в табл. Таблица № Наименование Теоретические разделы Практические занятия п/п дисциплины дисциплины Дифференциальное и Решение дифференциальных уравнеинтегральное исчисле- ний, вычисление неопределенных и ние, дифференциальные определенных интегралов. ИсследоваМатематика уравнения в частных ние функций на максимум и минимум.

молекулярная физика, энергии. Расчеты на основе молекуакустика. лярно-кинетической теории. АдиабатФизика 1 и 2 закон термодина- Определение термодинамических памики, истечение газов и раметров состояния системы. Решение паров, термодинамика задач по определению теплоты и рабоТермодинамика. процессов сжатия и ты. Определение скорости и расхода 3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля) «Механика жидкости и газа».

Освоение дисциплины направлено на формирование:

общекультурных компетенций общепрофессиональных компетенций ПК-1, ПК-2, ПК-8, ПК-9, ПК-18, ПК-19, ПК-20, ПК-24.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

0К-10 – использовать основные положения и методы социальных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач:

знать: основные положения и методы социальных, гуманитарных и экономических наук;

уметь: методологически обосновать научное исследование;

владеть: основными методами и приемами научного исследования и анализа проблем, позволяющими отличить факты от домыслов, информацию от мнений, противостоять манипулятивным технологиям.

ПК-1 – использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования:

знать: основные законы естественнонаучных дисциплин;

уметь: применять методы математического анализа и оптимизации при расчетах загрязнения воздуха, моделирования процессов, происходящих при работе насосных установок;

владеть: основными методами расчета гидравлических сетей и систем вентиляции бытовых и производственных помещений.

ПК-2 – использовать основные естественнонаучные законы для понимания окружающего мира и явлений природы:

знать: основные законы и расчетные соотношения механики жидкости и газа;

уметь: применять знание законов математики, физики и химии при выявлении закономерностей окружающей природной среды и возможности ее сохранения;

владеть: методами анализа действующих производственных установок гидравлических и вентиляционных систем в плане воздействия на окружающую среду.

ПК-8 – участвовать в совершенствовании технологических процессов с позиций энерго и ресурсосбережения, минимизации воздействия на окружающую среду:

знать: методы энерго- и ресурсосбережения;

уметь: использовать методы энерго- и ресурсосбережения при совершенствовании технологических процессов, связанных с расходованием природных ресурсов и загрязнением окружающей среды;

владеть: методами расчета энергетической эффективности гидравлических и компрессорных установок.

ПК-9 – использовать современные информационные технологии, проводить обработку информации с использованием прикладных программ и баз данных для расчета технологических параметров оборудования и мониторинга природных сред:

знать: основы определения физических свойств газов и жидкостей при использовании компьютерных баз данных;

уметь: использовать полученные теоретические знания при освоении специальных дисциплин;

владеть: методами расчета режимов систем и оборудования с применением прикладных компьютерных программ.

ПК-18 – Систематизировать и обобщать информацию по формированию и использованию ресурсов предприятия:

знать: принципы составления материальных балансов предприятия;

уметь: использовать полученные теоретические знания при освоении специальных дисциплин;

владеть: методиками составления материальных балансов технологических процессов в нефтегазовой отрасли и способами прогнозирования гидродинамического режима технологического оборудования.

ПК-19 – изучить и анализировать зарубежную и отечественную научно-техническую информацию по направлению исследований в области бурения скважин на суше и на море:

знать: принципы работы погружных центробежно-струйных насосов;

уметь: рассчитывать напор и допустимую высоту всасывания насосного оборудования;

владеть: навыками работы с основными российскими и зарубежными приборами для определения физических свойств газов и жидкостей.

ПК-20 – применять современные методы исследования технологических процессов и природных сред, использовать компьютерные средства в научно-исследовательской работе:

знать: особенности процессов сжатия газов;

уметь: рассчитывать и анализировать гидродинамические процессы в энерготехнологическом оборудовании;

владеть: способами прогнозирования гидродинамического режима технологического оборудования.

ПК-24 – проектировать отдельные узлы (аппараты) с использованием автоматизированных прикладных систем:

знать: принципы работы насосных и компрессорных установок;

уметь: рассчитывать и анализировать режимы систем и оборудования транспортировки углеводородов;

владеть: навыками работы с прикладными компьютерными программами автоматизированного проектирования насосных установок.

3.1. Матрица соотнесения тем/разделов учебной дисциплины (модуля) и формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций ки текучей среды ничного слоя 4. Структура и содержание дисциплины (модуля) «Механика жидкости и газа»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц 144 часов.

4.1. Лекционные занятия Неделя Раздел дисциплины (модуля), темы лекций и их Объем в часах и внешняя задача. Методы описания и виды движения Основные свойства жидкостей и газов. Плотность, удельный вес, сжимаемость, вязкость, поверхностное натяжение. Зависимость свойств от давления и 2.1 Свойства гидростатического давления. Закон Паскаля.

2.2 Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера.

2.3 Способы измерения давления, уровня и высоты гидравлического затвора. Гидростатические машины.

3.1. Основные понятия кинематики жидкости. Объемный и массовый расход жидкости и газа. Стационарное и нестационарное движение жидкости.

3.2. Режимы движения жидкости. Критерий Рейнольдса.

3.3. Движение идеальной жидкости. Субстациональная производная. Дифференциальное уравнение неразрывности.

3.4. Дифференциальные уравнения движения идеальной жидкости Эйлера. Уравнение Бернулли для струйки идеальной жидкости.

3.5. Движение реальной жидкости. Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости. Гидравлические потери.

3.6. Дифференциальные уравнения движения вязкой жидкости Навье-Стокса. Условия однозначности.

3.7. Критерии гидродинамического подобия. Критериальное уравнение гидродинамики.

3.8. Движение тел в жидкостях. Скорость осаждения.

4.2 Закон Стокса для ламинарного течения жидкости в трубах.

Пристеночная и свободная турбулентность. Основные характеристики. Осредненная и мгновенная пульсационная скорости. Интенсивность турбулентности. Турбулентная вязкость. Циркуляция скорости.

Уравнения Рейнольдса для турбулентного движения реальной жидкости.

6.1. Уравнения пограничного слоя Прандтля.

6.2. Отрыв пограничного слоя. Вихревая дорожка 6.3. Ламинарный и турбулентный пограничный слой.

6.4. Способы предотвращения отрыва пограничного 7.1. Уравнения Бернулли для потока сжимаемой жидкости. Параметры полного торможения.

7.2. Скорость звука. Условия перехода скорости потока через скорость звука.

7.3. Неравномерное движение сжимаемой среды.

8.2. Конструкция поршневого насоса. Основные параметры и расчетные формулы.

8.3. Центробежные насосы. Конструкция центробежного насоса.

9.1 Классификация по принципу действия. Термодинамика компрессорного процесса.

9.2 Конструкция поршневого компрессора. Основные 9.3 Центробежные компрессоры. Конструкция центробежного компрессора.

4.2. Лабораторные занятия семестра раздела 1, 3, 4.3. Практические (семинарские) занятия 1. Физические свойства жидкостей и газов. Расчет плотности газов. Определение вязкости жидкостей и газовых смесей по заданным температурам и давлениям.

2 Гидростатика. Решение задач по расчету гидростатического давления, действующих сил средней скорости течения жидкости и газа, массового и объемного расхода среды в поверхностных теплообменниках. Расчет критерия задач по расчету максимальной и средней скорости жидкости и коэффициента гидравлического трения при ламинарном течении в трубах.

расчету толщины пограничного слоя, коэффициента трения на стенке, критического значения критерия Рейнольдса в точке отрыва пограничного слоя от стенки.

сопла Лаваля, скорости распространения скачка уплотнения и оценка сжимаемости газа на погрешности расчета.

основных характеристик для заданной гидравлической сети.

4.4. Курсовое проектирование С целью систематизации, закрепления и контроля теоретических и практических знаний студент проводит анализ и прорабатывает возможные варианты расчетов гидравлической сети, насоса или компрессора.

Тема курсовой работы выдается преподавателем из следующего списка.

1. Расчет гидравлической сети. Выбор диаметров трубопроводов и насоса.

2. Расчет движения жидкости в центробежном насосе. Определение основных параметров насоса.

3. Расчет движения газа в сопле Лаваля.

4. Расчет ступени центробежного компрессора.

Методические указания к проведению курсовой работы приведены в [11].

В результате выполнения курсовой работы студент овладевает профессиональными компетенциями ПК-1, ПК-2, ПК-3 и ПК-14.

4.5.Самостоятельная работа студента Дз, Лзп. Определение физических свойств жидкостей по эмпирич. уравнениям. Подготовка к лабораторной работе " Измерение вязкости жидкостей на ротационном вискозиметре РВ-8".

Литература Дз, Лзп Решение задач по гидростатическим машинам. Подготовка к лабораторной работе " Равновесие жидкости во вращающемся сосуде".

Дз. Решение задач по расчету средней скорости течения жидкости и газа, массового и объемного расхода среды.

свойств жидкости по заданной температуре. Определение диаметра трубопровода.

Литература КР, Дз, Лзп. Расчет гидравлической сети. Решение задач по расчету средней скорости жидкости, критерия Рейнольдса и коэффициента гидравлического трения. Подготовка к лабораторной КР. Расчет гидравлической сети. Выбор насоса. Выбор трубопроводов гидравлической сети по сортаментам.

КР, Дз. Расчет гидравлической сети. Выбор насоса. Расчет характеристики сети. Параллельное и последовательное соединение трубопроводов.

характеристик параллельных ветвей трубопроводов. Графическое сложение характеристик при параллельном соединении Литература характеристик последовательных ветвей трубопроводов. Графическое сложение характеристик при последовательном соединении трубопроводов.

Раздел 8-9 КР, Дз, Лзп. Расчет гидравлической сети. Выбор насоса по катаЛитература логам по насосам для химической и нефтехимической промышленности. Построение основных характеристик насоса. Подготовка к лабораторной работе " Построение основных характеристик центробежного вентилятора".

КР, Дз. Расчет гидравлической сети. Оформление расчетнопояснительной записки. Составление таблицы выбранного оборудования. Решение задач по расчету давления, мощности и построение основных характеристик поршневого компрессора.

расчету давления, потребляемой мощности и построение основных характеристик центробежного компрессора.

4.6. Распределение трудоемкости изучения дисциплин по видам учебной аудиторной и самостоятельной работы студента (Трудоемкость освоения дисциплины - 4 ЗЕ) контроль 5. Образовательные технологии В процессе изучения дисциплины «Механика жидкости и газа» предусматриваются методы интерактивного обучения, такие как «Мозговой штурм» по темам лекций 6.4, 7.2, 8.3 и 9.2 (6,6 час.), например, задача о снижении сопротивлении давления при движении автомобиля с постоянной скоростью, путем оптимизации формы обтекаемого тела. На практических (тема 3, 4 – 4 час.) – задача о снижении энергопотребления насосной установки и оптимизация гидравлической сети. На лабораторных (лабораторная работа № 4 – 3 час.) занятиях – методы снижения гидравлического сопротивления трубопроводов.

Решение ситуационных задач – при разработке курсовой работы (Расчет гидравлической сети) в применении к различным бытовым случаям водоснабжения потребителей.

Приглашение специалистов по гидродинамике из Института Теплофизики им. Кутателадзе СО РАН, видеофильмы и презентации различных гидродинамических ситуаций.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Контрольные вопросы и типовые задания для практических занятий, лабораторных и контрольных работ, коллоквиумов и экзаменов; тесты и компьютерные тестирующие программы; тематика курсовых работ.

Вопросы к экзамену по теоретическому курсу Предмет механика жидкости и газа. Внутренняя и внешняя задача. Методы описания и виды движения среды.

Основные свойства жидкостей и газов. Зависимость свойств от давления и Свойства гидростатического давления. Закон Паскаля.

Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера. Основное уравнение гидростатики.

Способы измерения давления, уровня и высоты гидравлического затвора.

Гидростатические машины.

Основные понятия кинематики жидкости. Объемный и массовый расход жидкости и газа. Стационарное и нестационарное движение жидкости.

Режимы движения жидкости. Опыт Рейнольдса.

Движение идеальной жидкости. Субстациональная производная. Дифференциальное уравнение неразрывности.

Дифференциальные уравнения движения идеальной жидкости Эйлера.

10. Уравнение Бернулли для струйки идеальной жидкости.

11. Движение реальной жидкости. Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости.

12. Гидравлические потери.

13. Дифференциальные уравнения движения вязкой жидкости Навье-Стокса.

14. Условия однозначности.

15. Критерии гидродинамического подобия. Критериальное уравнение гидродинамики.

16. Движение тел в жидкостях. Скорость осаждения.

17. Течение Пуазейля и Куэтта.

18. Закон Стокса для ламинарного течения жидкости в трубах.

19. Ползущие течения.

20. Пристеночная и свободная турбулентность.

21. Основные характеристики турбулентного течения.

22. Уравнения Рейнольдса для турбулентного движения реальной жидкости.

23. Уравнения пограничного слоя Прандтля.

24. Отрыв пограничного слоя. Вихревая дорожка Кармана.

25. Ламинарный и турбулентный пограничный слой. Сопротивление давления.

26. Способы предотвращения отрыва пограничного слоя.

27. Теорема Жуковского о подъемной силе.

28. Уравнения Бернулли для потока сжимаемой жидкости. Параметры полного 29. Скорость звука. Условия перехода скорости потока через скорость звука.

30. Неравномерное движение сжимаемой среды. Ударные волны. Прямые и косые скачки уплотнения.

31. Гидравлический удар.

Классификация насосов по принципу действия.

Конструкция, основные параметры и характеристики поршневого насоса.

Конструкция, основные параметры и характеристики центробежного насоса.

Классификация компрессоров по принципу действия. Термодинамика компрессорного процесса.

36. Конструкция, основные параметры и характеристики поршневого компрессора.

37. Конструкция, основные параметры и характеристики центробежного компрессора.

Контрольные вопросы для коллоквиума по теоретическому курсу:

1. Какие силы действуют на частицу жидкости в движущемся потоке? 2. Назовите поверхностные и массовые силы, действующие на элементарный объем жидкости (газа). 3. Как определить плотность жидкости (газа)? 4. Что такое вязкость жидкости (газа) и какими коэффициентами она определяется? 5. Что такое поверхностное натяжение жидкости? 6. В каких единицах, в системе СИ, измеряется плотность жидкости (газа)? 7. В каких единицах, в системе СИ, измеряется динамический и кинематический коэффициент вязкости жидкости (газа)? 8. Как изменится вязкость жидкости и газа при увеличении температуры среды?

1. Дайте определение гидростатического давления. 2. Какими свойствами обладает гидростатическое давление? 3. В каких единицах, в системе СИ, измеряется гидростатическое давление? 4. В чем заключается физический смысл основного уравнения гидростатики? 5.

В чем заключается энергетический смысл основного уравнения гидростатики? 6. Дайте определение закона Паскаля. 7. В чем заключается принцип сообщающихся сосудов?

8. Как определить высоту гидравлического затвора?

1. Как определить объемный и массовый расход жидкости (газа)? 2. Какое движение жидкости (газа) называют стационарным и нестационарным? 3. Какой режим движения жидкости (газа) называют ламинарным? 4. Какой режим движения жидкости (газа) называют турбулентным? 5. Как определяется критерий Рейнольдса? 6. Напишите формулу для определения гидравлического радиуса и эквивалентного диаметра. 7. На основании какого закона механики выводятся дифференциальные уравнения движения идеальной и реальной жидкостей? 8. Частным случаем какого фундаментального закона является решение уравнения неразрывности? 9. В чем заключается физический и энергетический смысл уравнения Бернулли? 10. Из каких составляющих складываются гидравлические потери?

11. Какие вы знаете критерии гидродинамического подобия?

1. Какими свойствами характеризуется течение Пуазейля? 2. Какими свойствами характеризуется течение Куэтта? 3. Закон распределения скорости жидкости при ламинарном движении в трубах. При каких условиях существуют деформационные и ползущие течения?

1. Дайте определение пристеночной и свободной турбулентности. 2. Какая разница между осредненной и средней скоростью? 3. Как определяется мгновенная пульсационная скорость? 4. Дайте определение интенсивности турбулентности. 6. Как проявляется турбулентная вязкость и от чего зависит ее величина? 7. Что такое циркуляция скорости?

1. В чем заключается гипотеза Прандтля? 2. При каких условиях происходит отрыв пограничного слоя? 3. При каких параметрах образуется устойчивая вихревая дорожка Кармана? 4. В чем различие между ламинарным и турбулентным пограничными слоями? 5. Как возникает сопротивление давления? 6. Какие существуют способы предотвращения отрыва пограничного слоя? 7. В чем заключается теорема Жуковского о подъемной силе?

1. В чем физический смысл параметров полного торможения? 2. Что такое максимальная и критическая скорости? 3. Что такое скорость звука? 4. Что такое сопло и диффузор? 5. Каким условиям должны отвечать диффузор и сопло для дозвукового и сверхзвукового режимов течения? 6. Что такое скачек уплотнения? 7. При каких условиях возникают прямой и косой скачек уплотнения? 8. Как возникает ударная волна?

1. Что называют подачей насоса? 2. Что называют допустимой высотой всасывания насоса? 3. Что такое кавитация? 4. В чем заключается принцип действия центробежного насоса? 5. В чем заключается принцип действия поршневого насоса? 6. В чем заключается принцип действия осевого насоса? 7. Какими способами снижается неравномерность подачи поршневого насоса? 8. Как определить рабочую точку насоса включенного в гидравлическую сеть?

1. Принцип действия работы поршневого компрессора. 2. На каком принципе действия работает центробежный компрессор? 3. Что такое изоэнтропный КПД? 4. Что такое изотермический КПД? 5. Какой термодинамический процесс описывает реальный процесс сжатия? 6. Какой КПД характеризует эффективность компрессора с воздушным охлаждением? 7. Какой КПД характеризует эффективность компрессора с водяным охлаждением?

8. В чем преимущество сверхзвуковых компрессоров?

Промежуточная аттестация по итогам освоения дисциплины проводится в виде компьютерного тестирования. Программа тестирования находится в Интернет ресурсах КузГТУ.

Пример письменного опроса в виде тестирования.

Вопрос 1. Какие силы действуют в покоящейся жидкости?

Варианты ответов:

– сила тяжести и сила трения;

– сила инерции и сила гидростатического давления;

– сила гидростатического давления и сила трения;

– сила гидростатического давления и сила тяжести;

– сила тяжести и сила инерции.

Вопрос 2. Какие силы в движущейся жидкости являются поверхностными?

Варианты ответов:

– сила тяжести и сила инерции;

– сила гидростатического давления и сила трения;

– сила тяжести и сила трения;

– сила инерции и сила гидростатического давления;

– сила гидростатического давления и сила тяжести.

Вопрос 3. Какие силы в движущейся жидкости являются массовыми?

Варианты ответов:

– сила тяжести и сила инерции;

– сила гидростатического давления и сила трения;

– сила тяжести и сила трения;

– сила инерции и сила гидростатического давления;

– сила гидростатического давления и сила тяжести.

Вопрос 4. Что называется расходом или подачей жидкости (газа)?

Варианты ответов:

– количество вещества через поперечное сечение канала;

– первая производная от средней скорости потока;

– количество вещества через поперечное сечение канала в единицу времени;

– сумма вторых производных проекций скорости на оси координат;

– первая производная от осредненной скорости.

Вопрос 5. Как определяется осредненная скорость?

Варианты ответов:

– средняя скорость жидкости по сечению канала;

– средняя по времени скорость в фиксированной точке потока;

– первая производная координаты частицы во времени;

– вторая производная координаты частицы во времени;

– количество вещества в единицу времени.

Вопрос 6. Как определяется мгновенная пульсационная скорость?

Варианты ответов:

– сумма истинной и средней скорости потока;

– разность между истинной и осредненной скоростью;

– разность между средней и осредненной скоростью;

– разность между средней и истинной скоростью;

– сумма проекций скорости на оси координат.

Вопрос 7. Идеальным движением жидкости называется – Варианты ответов:

– ламинарное движение;

– стационарное движение;

– течение жидкости без трения;

– хаотическое движение жидкости;

– равномерное вихревое движение жидкости.

Вопрос 8. Какую жидкость называют "ньютоновской"?

Варианты ответов:

– реальную жидкость;

– у которой в каждой точке давление одинаково;

– у которой касательное напряжение прямо пропорционально градиенту скорости;

– идеальную жидкость;

– у которой касательное напряжение обратно пропорционально градиенту скорости.

Вопрос 9. Какое течение жидкости является стационарным?

Варианты ответов:

– параметры течения жидкости зависят от координат и от времени;

– параметры течения жидкости зависят только от координат и не зависят от времени;

– идеальное течение жидкости;

– течение жидкости без трения;

– течение реальной жидкости.

Вопрос 10. Какое течение жидкости является нестационарным?

Варианты ответов:

– параметры течения жидкости зависят от координат и от времени;

– параметры течения жидкости зависят только от координат и не зависят от времени;

– идеальное течение жидкости;

– течение жидкости без трения;

– течение реальной жидкости.

Вопросы по защите лабораторных работ в методических указаниях [13-17]:

Лабораторная работа № 4 "Измерение вязкости жидкостей на ротационном вискозиметре РВ-8".

Чем обусловлена вязкость жидкостей?

Объяснить природу возникновения вязкости газов.

Как изменяется вязкость жидкостей и газов при повышении температуры?

В каких условиях наиболее достоверен способ определения вязкости жидкости?

Как определяется предельное напряжение сдвига дисперсных систем?

Что называют пределом текучести бингамовских пластичных жидкостей?

Дайте определение тиксотропных жидкостей.

В чем различие между реопектантными и тиксотропными жидкостями?

Принцип действия ротационного вискозиметра РВ-8.

Какие способы определения вязкости жидкости вам известны?

Каково влияние на вязкость сгущенных суспензий температуры, конструкции твердой фаз, формы частиц твердой фазы?

Лабораторная работа № 10 "Равновесие жидкости во вращающемся сосуде".

1. Каковы отличия жидкостей от твердых тел и газов? Как эти отличия связаны с молекулярным строением?

2. В чем заключается гипотеза сплошности жидкости?

3. Физические свойства жидкости и единицы их измерения в системе СИ.

4. Какие силы относятся к массовым и поверхностным? Какие виды напряжений действуют в жидкости?

5. Дать определение относительного покоя жидкости, привести примеры подобного состояния.

6. Вывести основное уравнение гидростатики.

7. Энергетический смысл основного уравнения гидростатики.

9. Что такое поверхность равного давления? Каково ее уравнение?

10. Каковы основные отличительные свойства нормального напряжения поверхностных сил в покоящейся жидкости?

11. Свойства гидростатического давления.

12. В каких единицах измеряется давление? Чему равняется атмосферное давление?

13. Записать формулу для силы давления покоящейся жидкости на плоские поверхности. Почему в большинстве случаев необходимо знать силу избыточного гидростатического давления?

Лабораторная работа № 11 "Определение режимов течения вязкой жидкости ".

2. Какое течение называют ламинарным, ползущим, деформационным?

3. Закон изменения скорости потока в поперечном сечении трубопровода при ламинарном течении.

4. Соотношение между средней и максимальной скоростями в ламинарном и турбулентном потоках.

5. Какова структура турбулентного потока?

6. Физический смысл и критические значения критерия Рейнольдса для прямых 7. Что такое эквивалентный диаметр и гидравлический радиус?

8. Какая скорость входит в критерий Рейнольдса?

Лабораторная работа № 14 " Определение гидравлического сопротивления при движении жидкости в трубопроводе ".

2. Что называется пьезометром?

3. Принцип работы напорной трубки Пито – Прандтля.

технике.

5. Чем обусловлены гидравлические потери?

6. Напишите уравнение Бернулли для струйки идеальной жидкости.

7. Чем отличается уравнение Бернулли для струйки идеальной жидкости от уравнения для реальной жидкости?

8. Напишите уравнение Бернулли для потока реальной жидкости и объясните физический смысл его членов.

9. Определите расход жидкости при ее истечении через круглое отверстие в тонком днище открытого сосуда с помощью уравнения Бернулли.

Лабораторная работа № 15 " Построение основных характеристик центробежного вентилятора ".

1. Цель лабораторной работы.

2. Назначение центробежных вентиляторов и их основные параметры.

3. Принцип действия центробежного вентилятора.

4. Виды центробежных вентиляторов. К какой группе центробежных вентиляторов относится вентилятор лабораторной установки?

5. При каких условиях возникает естественная тяга системы?

6. Чем отличаются полный и статический напор вентилятора?

7. Какой КПД вентилятора больше: полный или статический и почему?

8. От каких факторов зависит коэффициент расхода нормальной диафрагмы ?

9. Как изменится расход, напор и мощность вентилятора, если увеличить частоту вращения рабочего колеса вдвое?

10. Напишите в общем виде уравнение полного напора вентилятора, приведите его Тематика курсовых работ приводится в 4.4.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) а) основная литература 1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учеб.

для вузов. – 11-е изд., перераб. – М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. – 784 с.

2. Айнштейн В.Г. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии:

Учебник: В 2 кн. / В.Г. Айнштейн, М.К. Захаров, Г.А. Носов и др.; Под ред. В.Г. Айнштейна. – М.: Логос; Высш. шк., 2002. – 1758 с. кн. 1.

3. Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учеб. пособие для вузов / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков; Под ред.

П.Г. Романкова. – 12-е изд. стереот. – М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. – 576 с.

4. Афанасьев Ю.О., Тиунова Н.В. Гидрогазомеханика: учеб. пособие / ГУ КузГТУ.- Кемерово, 2009. – 134 с. – Режим доступа:

http://library.kuzstu.ru/meto.php?n=90399&type=utchposob:common.

б) дополнительная литература:

5. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. – М.: Наука. 2000. – 904 с.

6. Бабышкин Д.В. Насосы для химии и нефтехимии. Справочник /Д.В. Бабышкин, И.В. Снегирев. – М.: ДиА Медиа. 2005. – 270 с.

7. Швыдкой В.С. Механика жидкости и газа Учеб. пособие для вузов – М.: Академкнига. 2003. – 464.с.

8. Лойцянский Л.Г. Гидроаэромеханика (Электронный ресурс) – М.: НИЦ Регулярная и хаотическая динамика 2002.

9. Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры. – М.: Энергия, 1977. – 424 с.

10. Юфин А.П. Гидравлика, гидравлические машины и гидропривод. Учеб. для студентов мех. фак. строит. вузов – М.: Высшая школа. 1965. – 427 с.

11. Угинчус А.А. Гидравлика и гидравлические машины. – Харьков: Изд-во Харьковского ун-та, 1970 – 395 с.

12. Яблонский В.С. Краткий курс технической гидромеханики. – М.: Наука. 1961 – 355 с.

Методические указания по выполнению курсовой, самостоятельной и лабораторных работ 13. Афанасьев Ю.О., Михайлов Г.С., Тиунова Н.В. Прикладная гидрогазодинамика.

Методическое указание к выполнению курсовых работ. 2007. – 32 с.

14. Афанасьев Ю.О., Козлова Г.С. Гидрогазомеханика. Методическое указание к выполнению самостоятельной работы. 2007. – 32 с.

15. Афанасьев Ю.О., Изотов Н.Н., Тиунова Н.В. Определение режимов течения вязкой жидкости. Методические указания к лабораторной работе / КузГТУ – Кемерово, 2011. – 10 с.

16. Афанасьев Ю.О., Михайлов Г.С., Тиунова Н.В. Измерение вязкости жидкостей на ротационном вискозиметре РВ-8. Методические указания к лабораторной работе / КузГТУ. – Кемерово, 2009 – 14 с.

17. Богомолов А.Р., Петрик П.Т. Равновесие жидкости во вращающемся сосуде.

Методические указания к лабораторной работе. –КузГТУ-Кемерово,2011 – 20 с.

18. Афанасьев Ю.О., Изотов Н.Н., Умеренкова О.М. Определение гидравлического сопротивления при движении жидкости в трубопроводе. Методические указания к лабораторной работе. –КузГТУ–Кемерово, 2011 – 11 с.

19. Афанасьев Ю.О., Богомолов А.Р. Построение основных характеристик центробежного вентилятора. Методические указания к лабораторной работе. – КузГТУ– Кемерово, 2009. – 15 с.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы ГУ КузГТУ обеспечен необходимым комплектом лицензионного программного обеспечения.

http://elib.kuzstu.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=86&Itemid= (полнотекстовые базы данных) http://elib.kuzstu.ru/index.php?option=com_weblinks&view=categories&Itemid= (ресурсы по профилю Вуза) http://elib.kuzstu.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=83&Itemid= (российские журналы) http://elib.kuzstu.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=80&Itemid= (ГОСТы) http://elib.kuzstu.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=85&Itemid= (журналы иностранные) Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) Лекционные аудитории оснащены соответствующим учебным оборудованием – мультимедийными средствами, включающими персональный компьютер, проекционный аппарат и экран.

Лаборатория 5108 оснащена пятью действующими стендами, соответствующими каждой лабораторной работе и лабораторным оборудованием:

1. Стенд №4 для измерения вязкости жидкостей на ротационном вискозиметре РВСтенд №10 для исследования равновесия жидкости во вращающемся сосуде;

3. Стенд № 11 для визуального определение режимов течения вязкой жидкости;

4. Стенд № 14 для определения местного сопротивления (внезапное сужение) при движении жидкости в трубопроводе;

5. Стенд № 15 для измерения основных характеристик центробежного вентилятора.

Компьютерные классы находятся в ауд. 5106а, 5203, 5320.

Дисциплина обеспечена тестирующей и обучающей программой и соответствующими электронными ресурсами.