Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Липецкий государственный технический университет»

Металлургический институт

УТВЕРЖДАЮ

Директор

Чупров В.Б.

«» _ 2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Профиль подготовки: «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей»

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная г. Липецк – 2011 г.

1. Цели освоения дисциплины Целями освоения дисциплины «Механика жидкостей и газов» являются:

изучение основных законов равновесия и движения жидкостей и газов;

изучение методов применения законов равновесия и движения жидкостей и газов для решения инженерных задач;

приобретение знаний, умений и компетенций, необходимых для проектирования, расчёта, выбора оптимальных параметров и обеспечения надёжной и эффективной эксплуатации технологических агрегатов, систем энергоснабжения.

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Данная дисциплина входит в раздел «Б.2 Математический и естественно-научный цикл.

Вариативная часть. Дисциплины по выбору студентов» ФГОС-3 ВПО по направлению подготовки 150400.62 Металлургия (квалификация (степень) «бакалавр»), профиль подготовки «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей».

Для изучения дисциплины необходимы знания по дисциплинам «Математика», «Физика», «Техническая термодинамика».

Освоение дисциплины «Механика жидкостей и газов» необходимо как предшествующее для изучения дисциплин «Тепло- и массообмен», «Тепломассообменные аппараты», «Теплоэнергетическое оборудование».

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины В результате освоения дисциплины «Механика жидкостей и газов» обучающийся должен обладать следующими общепрофессиональными компетенциями:

уметь использовать фундаментальные общеинженерные знания (ПК-1);

уметь сочетать теорию и практику для решения инженерных задач (ПК-4);

уметь следовать метрологическим нормам и правилам, выполнять требования национальных и международных стандартов в области профессиональной деятельности (ПК-8);

иметь способности к анализу и синтезу (ПК-18);

уметь выбирать методы исследования, планировать и проводить необходимые эксперименты, интерпретировать результаты и делать выводы (ПК-19);

уметь использовать физико-математический аппарат для решения задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-20);

уметь использовать основные понятия, законы и модели термодинамики, химической кинетики, переноса тепла и массы (ПК-21);

уметь обосновывать выбор оборудования для осуществления технологических процессов (ПКВ результате освоения дисциплины обучающийся должен :

Знать:

основные законы равновесия и движения жидкостей и газов;

различные методы расчёта параметров движения жидкостей и газов.

Уметь:

выполнять расчёты параметров движения жидкостей и газов в технологических агрегатах и системах энергоснабжения;

выбирать оптимальные параметры движения жидкостей и газов, обеспечивающие надёжную и эффективную работу технологических агрегатов и систем энергоснабжения.

Владеть:

методами применения законов сохранения массы и энергии для расчёта параметров движения;

методами безразмерных переменных и теории подобия;

методами проведения работ на действующих установках и методами анализа результатов опытов;

навыками расчёта и проектирования систем подачи газов и жидкостей.

4. Структура и содержание дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.

Распределение часов по учебному плану Трудоёмкость Виды контроля Курс Семестр Зачётные Лаб. Практ. Промеж.

Всего Лекции Инд. СРС Экзамен Зачет Задание единицы раб. зан. контроль п/п Свойства жидкостей и газов. Свойства жидкостей и газов. Давление и его свойства (2).

Основы кинетики и динамики Классификация движений. Уравнение неразрывности, Применение уравнения Потери энергии при движении жидкости. Линейные потери Бернулли для расчёта движения давления. Коэффициент трения. Потери давления на местных Основы теории подобия. Преобразование физических зависимостей к безразмерному Струйное движение виду. Понятие о физическом подобии и моделировании (2).

1 Свойства жидкостей и газов. Сжимаемость и температурное расширение. Распределение 2 Основы кинематики и динамики Режимы движения. Уравнение Бернулли (2). Трубка Питожидкостей Прантля. Расходомер Вентури (2).

3 Применение уравнения Потери давления при движении жидкостей (2). Истечение Бернулли для расчёта движения жидкости и газа из сопел (1). Выбор диаметров труб по 4 Основы теории подобия. Преобразование физических зависимостей к безразмерному Струйное движение виду (2). Распределение скорости в асимметричной струе (2).

1 Свойства жидкостей и газов. Измерение давления высотой столба жидкости (2).

Статика 2 Основы кинематики и динамики Изучение режимов движения жидкости(3).

3 Применение уравнения Применение уравнения Бернулли для изучения движения Бернулли для расчёта движения газа (4). Определение коэффициента трения при движении 5. Образовательные технологии В соответствии с требованиями ФГОС ВПО при изучении дисциплины «Механика жидкостей и газов» предусматривается использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий. Во время лекций и практических занятий предусмотрено активное участие студентов и анализ понимания ими рассматриваемых тем. На лабораторных занятиях предусмотрено активное изучение конструкции и работы установок, методов измерений и управления процессами. При изучении темы «Основы теории подобия» предусмотрено использование студентами электронного конспекта лекций А.А.Кирсанова.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы При изучении дисциплины проводятся практические занятия по всем разделам, лабораторные занятия по трем разделам. Каждая задача, рассматриваемая на практических занятиях, принимается на основе индивидуального собеседования. При приёме лабораторных работ предусмотрен обязательный анализ возможных ошибок опытов и возможных причин отклонения получаемых результатов от известных из теории и практики.

1) Текущий контроль Расчётное задание.

Выполняется расчёт системы подачи воды насосом. Схемы и исходные данные индивидуальные.

2) Промежуточная аттестация (контроль) Промежуточная аттестация (контроль) представляет собой зачёт, проходящий в виде ответа на теоретические вопросы и защиты результатов выполнения расчётного задания.

Перечень вопросов к зачёту.

1. Свойства жидкостей и газов. Текучесть, плотность, сжимаемость, температурное расширение.

2. Закон вязкого трения И. Ньютона. Вязкость. Свойства газов. Понятие об идеальной жидкости.

3. Силы, действующие в жидкости. Гидростатическое давление и его свойства. Давление абсолютное, избыточное и разрежение.

4. Равновесие жидкости под действием силы тяжести. Распределение давления по глубине.

5. Измерение давления высотой столба жидкости. Приборы для измерения давления.

6. Основы кинематики и динамики жидкости. Классификация движений. Уравнение неразрывности.

Средняя скорость.

7. Режимы движения жидкости. Критерий Рейнольдса и его критические значения.

8. Дифференциальные уравнения движения жидкости.

9. Уравнение Д. Бернулли для идеальной жидкости. Энергетический и гидравлический смысл.

10. Уравнение Д. Бернулли для потока реальной жидкости. Энергетический и гидравлический смысл.

11. Уравнение Д. Бернулли в единицах давления. Правила применения уравнения Бернулли.

12. Потери энергии при движении жидкости. Потери давления по длине и на местных сопротивлениях.

13. Ламинарный режим движения жидкости. Распределение скорости и потери давления при ламинарном движении.

14. Турбулентный режим движения жидкости. Распределение скорости и потери давления при турбулентном режиме. Коэффициент трения. Эквивалентная шероховатость.

15. Истечение жидкости при постоянном напоре из отверстия с острыми кромками.

16. Истечение жидкости из насадок и сопел. Особенности истечения газов.

17. Основы гидравлических расчётов трубопроводов. Расчёт действующих сетей.

18. Проектный гидравлический расчёт трубопроводов. Выбор диаметров по оптимальной скорости.

19. Значение теории подобия. Понятие о физическом подобии и моделировании.

20. Струйное движение газов и жидкостей. Основные закономерности осесимметричных свободных 3) Самостоятельная работа студентов в объёме 35 часов включает Обязательная часть (27 часов):

проработка материала лекций — 5 ;

подготовка к лабораторным занятиям — 11;

подготовка к практическим занятиям — 11;

Вариативная часть (8 часов):

выполнение расчётного задания — 8.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) Основная литература:

1. Теплотехника металлургического производства.Т.1. Теоретические основы: Учебное пособие для вузов/ В.А. Кривандин, В.А. Арутюнов, В.В. Белоусов и др. - М.: МИСИС, 2002 - 608 с.

2. Механика жидкости и газа: Учебное пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп./ Под ред.

В.С. Швыдкого - М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. - 464 с.

3. Емцев Б.Т.Техническая гидромеханика: Учебник для вузов — М.: Машиностроение, 1987. - 440 с.

4. Газовая динамика. Механика жидкости и газа: Учебник для вузов/ В.С. Бекнев, В.М.

Епифанцев. А.И. Леонтьев и др./ Под ред. А.И. Леонтьева. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997.-671 с.

б) Дополнительная литература:

1. Альтшуль А.Д., Животовский А.С., Иванов Л.П. Гидравлика и аэродинамика: Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1987.-414 с.

2. Гидравлика, гидродинамика и гидроприводы. Учебник для вузов./ Т. М. Башта и др. Под.

ред. Т.М. Башта Изд. 2-е. - М.: Машиностроение, 1982.-423 с.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины Для успешного проведения занятий по дисциплине «Механика жидкостей и газов» вуз располагает необходимой материально-технической базой, обеспечивающей проведение всех видов занятий, предусмотренных данной программой, и соответствующей действующим санитарным и противопожарным правилам и нормам:

специализированными аудиториями для проведения лекционных, практических и лабораторных занятий;

необходимым программным обеспечением и выходом в Интернет;

научно-технической и методической литературой.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению 150400.62 Металлургия (квалификация (степень) бакалавр), профиль подготовки «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей».

Программа одобрена на заседании кафедры теплофизики