[ Министерство образования и науки Астраханской области
ГАОУ АО ВПО «Астраханский инженерно-строительный институт»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Наименование дисциплины Гидравлика
По направлению подготовки Природообустройство и водопользование
По профилю подготовки Сооружения объектов природообустройства и водопользования
Кафедра Инженерных систем и экологии
Квалификация (степень) выпускника бакалавр Астрахань — 2013 Разработчики:
Доцент кафедры ИСЭ, к.т.н. Г.Б. Абуова _ (занимаемая должность) (учная степень и учное звание) (инициалы, фамилия) 1. Цели и задачи дисциплины:
Цель – получение студентами знаний о законах равновесия и движения жидкостей и о способах применения этих законов при решении практических задач в области природообустройства и водопользования.
Основные задачи дисциплины:
изучение основных законов гидростатики и гидродинамики жидкостей;
овладение основными методами расчета гидравлических параметров потока и сооружений;
получение навыков решения прикладных задач в области природообустройства и водопользования.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «Гидравлика» относится к базовой части профессионального цикла. Дисциплинами, обеспечивающими успешное изучение дисциплины «Гидравлика», являются: Экология;
Математика; Физика; Химия.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- владением культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей е достижения (ОК - 1);
- умением критически оценивать свои достоинства и недостатки, наметить пути и выбрать средства развития достоинств и устранения недостатков (ОК - 2);
- способностью предусмотреть меры по сохранению и защите экосистемы в ходе своей общественной и профессиональной деятельности (ПК- 2);
- способностью использовать методы проектирования инженерных сооружений, их конструктивных элементов (ПК- 8);
- способностью осуществлять контроль соответствия разрабатываемых проектов и технической документации регламентам качества (ПК - 9);
- способностью использовать методы эколого-экономической и технологической оценки эффективности при проектировании и реализации проектов природообустройства и водопользования (ПК - 10);
- способностью принять профессиональные решения при строительстве и эксплуатации объектов природообустройства и водопользования (ПК - 11);
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
-основные физические свойства жидкости;
- аналитические методы исследования жидкости;
- уравнение неразрывности потока;
- уравнения Бернулли и их приложения;
- приборы для измерения скорости и расхода;
- гидравлические сопротивления;
- общие сведения по гидравлическому расчту;
- общие сведения и основные характеристики истечения из различных отверстий и насадок.
Уметь:
- экспериментально определять физические свойства жидкостей;
- работать с приборами для измерения физических свойств жидкостей;
- делать вывод уравнений Бернулли;
- определять критическую скорость, отвечающую переходу от ламинарного к турбулентному режимов движения;
- расчт коротких и длинных трубопроводов;
- производить расчт расхода жидкости через насадки.
Владеть:
- профессиональным языком, корректно выражать и аргументировано обосновывать положения предметной области знания;
- современными методами поиска, обработки и использования информации, интерпретировать и адаптировать информацию для студента и учащегося;
- грамотной, логически верно и аргументировано построенной устной и письменной речью, основами речевой профессиональной культуры педагога;
- системой знаний о взаимосвязи производства, техники, технологии и экономики, их взаимообусловленности и развития;
- приборами для измерения физических свойств жидкостей 4. Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц.
Очная форма обучения В том числе:
В том числе:
Курсовой проект (работа) Реферат Заочная форма обучения В том числе:
В том числе:
Курсовой проект (работа) Реферат 5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов дисциплины Основные законы Предмет гидравлики. Гидростатика. Дифференциальное гидростатики уравнение равновесия жидкости(уравнение Эйлера).
Виды движения, Способы описания жидкости. Классификация видов гидравлические установившееся движение жидкости. Линия тока. Трубка параметры потока тока и элементарная струйка. Понятие о вихревом и Основы гидродинамики Дифференциальные уравнения движения невязкой Уравнение Бернулли для Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости и его потока реальной интерпретации. Гидравлический и пьезометрический жидкости. Определение уклоны. Потери напора и формулы для их определения.
Режимы движения Ламинарный и турбулентный режимы движения Истечение через Истечение через малые отверстия в тонкой стенке, отверстия, насадки, насадки, короткие трубы при постоянном напоре. Виды короткие трубопроводы. сжатия струи. Виды насадков. Коэффициенты расхода, Гидравлические расчеты Расчет гидравлически длинных трубопроводов при напорных последовательном и параллельном соединениях труб.
трубопроводов Расчет трубопровода с непрерывным изменением расхода Неустановившееся Гидравлический удар в трубах. Формула Н.Е.
движение в напорных Жуковского. Скорость распространения ударной волны.
трубопроводах Прямой и непрямой гидравлический удар при заданном 5.2. Разделы дисциплин и виды занятий Очное отделение:
п/п Основные законы гидростатики Виды движения, основные гидравлические параметры потока Основы гидродинамики Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Определение потерь напора Режимы движения жидкости Истечение через отверстия, насадки, короткие трубопроводы.
Гидравлические расчеты напорных трубопроводов Неустановившееся движение в напорных трубопроводах Заочное отделение:
п/п наименование раздела дисциплины Основные законы гидростатики Виды движения, основные гидравлические параметры потока Основы гидродинамики Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Определение потерь напора Режимы движения жидкости Истечение через отверстия, насадки, короткие Гидравлические расчеты напорных Неустановившееся движение в напорных 5.2.1. Лекции Очное отделение:
лины Гидростатика. Дифференциальное уравнение равновесия жидкости(уравнение Эйлера). Основное уравнение гидростатики. Формула определения давления в точке.
Абсолютное, избыточное и вакуумметрическое давление.
Свойства жидкости.
Способы описания жидкости. Классификация видов установившееся движение жидкости. Линия тока. Трубка тока и элементарная струйка. Понятие о вихревом и безвихревом (потенциальном) движении. Поток жидкости. Живое сечение. Уравнение неразрывности при установившемся движении.
Дифференциальные уравнения движения невязкой жидкости (уравнения Эйлера). Интеграл Бернулли для установившегося движения невязкой жидкости.
Уравнение Бернулли для элементарной струйки невязкой и несжимаемой жидкости.
Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости и его интерпретации. Гидравлический и пьезометрический уклоны. Потери напора и формулы для их определения.
Коэффициент Шези и формулы для его определения.
Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Пульсации скоростей и давлений. Число при ламинарном и турбулентном режимах движения.
Гидравлически гладкие и шероховатые стенки.
Коэффициент Дарси при ламинарном и турбулентном режимах движения.
Истечение через малые отверстия в тонкой стенке, насадки, короткие трубы при постоянном напоре. Виды скорости, сжатия струи. Истечение через малые отверстия в тонкой стенке, насадки, короткие трубы при переменном напоре.
Расчет гидравлически длинных трубопроводов при Расчет трубопровода с непрерывным изменением Гидравлический удар в трубах. Прямой и непрямой гидравлический удар при заданном законе закрытия задвижки. Диаграмма изменения давления у задвижки.
Заочное отделение:
лины Гидростатика. Дифференциальное уравнение равновесия жидкости(уравнение Эйлера). Основное уравнение гидростатики. Формула определения давления в точке.
Абсолютное, избыточное и вакуумметрическое давление.
Свойства жидкости.
Способы описания жидкости. Классификация видов установившееся движение жидкости. Линия тока. Трубка тока и элементарная струйка. Понятие о вихревом и безвихревом (потенциальном) движении. Поток жидкости. Живое сечение. Уравнение неразрывности при установившемся движении.
Дифференциальные уравнения движения невязкой жидкости (уравнения Эйлера). Интеграл Бернулли для установившегося движения невязкой жидкости.
Уравнение Бернулли для элементарной струйки невязкой и несжимаемой жидкости.
Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости и его интерпретации. Гидравлический и пьезометрический уклоны. Потери напора и формулы для их определения.
Коэффициент Шези и формулы для его определения.
Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Пульсации скоростей и давлений. Число при ламинарном и турбулентном режимах движения.
Гидравлически гладкие и шероховатые стенки.
Коэффициент Дарси при ламинарном и турбулентном режимах движения.
Истечение через малые отверстия в тонкой стенке, насадки, короткие трубы при постоянном напоре. Виды скорости, сжатия струи. Истечение через малые отверстия в тонкой стенке, насадки, короткие трубы при переменном напоре.
Расчет гидравлически длинных трубопроводов при Расчет трубопровода с непрерывным изменением Гидравлический удар в трубах. Прямой и непрямой гидравлический удар при заданном законе закрытия задвижки. Диаграмма изменения давления у задвижки.
5.2.2. Лабораторный практикум Очное отделение:
лины Изучение физических свойств жидкости Изучение приборов для измерения давления Измерение гидростатического давления Изучение структуры потоков жидкости Определение режима течения Иллюстрация уравнения Бернулли Определение местных потерь напора Определение потерь напора по длине Заочное отделение:
лины Изучение физических свойств жидкости Изучение приборов для измерения давления Измерение гидростатического давления Изучение структуры потоков жидкости Определение режима течения Иллюстрация уравнения Бернулли Определение местных потерь напора Определение потерь напора по длине 5.2.3. Практические занятия (семинары) Очное отделение:
лины гидростатики. Формула определения давления в точке.
Абсолютное, избыточное и вакуумметрическое давление.
Способы описания жидкости. Неустановившееся и установившееся движение жидкости. Линия тока. Трубка тока и элементарная струйка. Поток жидкости. Живое сечение. Уравнение неразрывности при установившемся Дифференциальные уравнения движения невязкой жидкости (уравнения Эйлера). Интеграл Бернулли для установившегося движения невязкой жидкости.
Уравнение Бернулли для элементарной струйки невязкой и несжимаемой жидкости.
Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости и его интерпретации. Гидравлический и пьезометрический уклоны. Потери напора и формулы для их определения.
Коэффициент Шези и формулы для его определения.
Число Рейнольдса и его критическое значение. Потери движения. Гидравлически гладкие и шероховатые стенки. Коэффициент Дарси при ламинарном и турбулентном режимах движения.
Истечение через малые отверстия в тонкой стенке, насадки, короткие трубы при постоянном напоре.
Коэффициенты расхода, скорости, сжатия струи.
Истечение через малые отверстия в тонкой стенке, насадки, короткие трубы при переменном напоре.
Расчет гидравлически длинных трубопроводов при Расчет трубопровода с непрерывным изменением Диаграмма изменения давления у задвижки.
Заочное отделение:
лины гидростатики. Формула определения давления в точке.
Абсолютное, избыточное и вакуумметрическое давление.
Способы описания жидкости. Неустановившееся и установившееся движение жидкости. Линия тока. Трубка тока и элементарная струйка. Поток жидкости. Живое сечение. Уравнение неразрывности при установившемся Дифференциальные уравнения движения невязкой жидкости (уравнения Эйлера). Интеграл Бернулли для установившегося движения невязкой жидкости.
Уравнение Бернулли для элементарной струйки невязкой и несжимаемой жидкости.
Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости и его интерпретации. Гидравлический и пьезометрический уклоны. Потери напора и формулы для их определения.
Основное уравнение равномерного движения.
Коэффициент Шези и формулы для его определения.
Число Рейнольдса и его критическое значение. Потери движения. Гидравлически гладкие и шероховатые стенки. Коэффициент Дарси при ламинарном и турбулентном режимах движения.
Истечение через малые отверстия в тонкой стенке, насадки, короткие трубы при постоянном напоре.
Коэффициенты расхода, скорости, сжатия струи.
Истечение через малые отверстия в тонкой стенке, насадки, короткие трубы при переменном напоре.
Расчет гидравлически длинных трубопроводов при Расчет трубопровода с непрерывным изменением расхода по длине.
Диаграмма изменения давления у задвижки.
5.3. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами № наименование обеспечиваемых № № разделов данной дисциплины, п/п (последующих) дисциплин необходимых для изучения обеспечиваемых Водоснабжение и водоотведение промышленных предприятий Инженерные системы водоснабжения и водоотведения Гидротехнические сооружения Водоотведение и очистка Насосы и насосные станции 5.4. Соотношение разделов учебной дисциплины и формируемых в них компетенций дисциплины часов 6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов 6.1. Тематика расчетно-графических работ:
РГР 1 – Расчет полного напора и подбор насоса для водопроводной сети 6.2. Вопросы для подготовки к экзамену:
Перечислите основные физические свойства жидкостей.
Свойство гидростатического давления.
Равновесие несжимаемой жидкости в поле земного тяготения.
Давление жидкости на плоские стенки.
Давление жидкости на криволинейные стенки.
Основные уравнения кинематики и динамики невязкой жидкости.
Движение вязкой жидкости. Уравнение Навье-Стокса.
Уравнение Бернулли для различных жидкостей.
Уравнение импульсов.
Основное уравнение равномерного движения.
Основной закон вязкостного сопротивления.
Режимы движения жидкости.
Методика расчета трубопроводов.
Истечение через различные отверстия.
Истечение через насадки.
Истечение при переменном напоре.
Уравнение баланса воды в резервуаре.
общие принципы подобия физических явлений.
Условия подобия гидродинамических явлений.
20. Теорема подобия и подобное преобразование дифференциальных уравнений.
21. Подобие преобразования Навье-Стокса.
22. Основные критерии гидродинамического подобия.
23. Модифицированные и производные критерии подобия. Автомодельность 24. Основные принципы метода анализа размерностей 25. Процесс кавитации.
26. Гидравлический удар в трубах.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература:
1. Чугаев Роман Романович. Гидравлика: Учебник для вузов. - 4-е изд., доп. и перераб. - Л.:
Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 2007. - 672 с.
2. Штеренлихт, Давид Вениаминович. Гидравлика: Учебник для вузов. - М.:
Энергоатомиздат, 2009. - 640 с.
3. Метревели В.Н. Сборник задач по курсу гидравлики с решениями. - М.: Стройиздат, 2008.
– 192 с.
б) дополнительная литература:
1. Альтшуль А.Д., Киселев П.Г. «Гидравлика и аэродинамика» - М.: Стройиздат, 1986. – 2. Альтшуль А.Д. «Примеры расчетов по гидравлике» - М.: Стройиздат, 1977. – 255 с.
3. Башта Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для студ.втузов/ [Т.М.Башта, С.С.Руднев, Б.Б.Некрасов и др.].- 2-е изд., перераб.- М.: Машиностроение, 2009.- 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины Для организации курса «Гидравлика» имеется следующее:
- для проведения лекций - аудитория на 50 посадочных мест;
- для проведения практических занятий - аудитория на 25 мест;
- для проведения лабораторных используются лабораторные стенды «Капелька».
Дополнение к РП _ _
«