Заведующий кафедрой теплотехники и гидравлики

________________________________________ Леканова Тамара Леонардовна

 

 

Рабочая программа согласована с факультетом и выпускающей кафедрой направления подготовки на заседании Совета факультета

 «_21_»_июня_2012 г. протокол № 10

 

Декан технологического факультета

______________________________________ Самородницкий Александр Анатольевич

 

Заведующий выпускающей кафедры «Теплотехника и гидравлика» 

 

______________________________________ Леканова Тамара Леонардовна

 

 

1. Цели и задачи дисциплины: Целью преподавания дисциплины «Гидрогазодинамика» является обеспечение теоретической и практической подготовки специалистов, выполняющих проектирование, изготовление и эксплуатацию автомобильных средств и их технического обслуживание. Данный курс обеспечивает глубокое понимание сущности основных законов равновесия и движения жидкостей с целью решения инженерных задач.

2. Место дисциплины в структуре ОПП: Данная дисциплина относится к циклуинженерное обеспечение строительства, вариативная часть, блоку обязательных дисциплин. 

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование таких компетенций, как:

- способностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь их для решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);

- готовностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способностью привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3).

 В результате освоения дисциплины студент должен:

• знать: основные понятия, законы гидрогазодинамики; физические свойства капельных жидкостей; практические приложения законов гидростатики и гидродинамики; методы решения основных задач гидростатики и гидродинамики, имеющих практическую направленность;

• уметь: определять основные размеры и параметры гидравлических машин; читать и выполнять чертежи со специальными обозначениями гидравлических машин и аппаратуры в соответствии с ГОСТами;

• владеть: методиками расчета гидравлических систем и подбора гидромеханического оборудования.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы.

Вид учебной дисциплины	Очная форма (2 семестр)	Заочная форма (1 курс)	Сокращенная форма (2 курс)
Аудиторные занятия (всего)	102	30	30
в том числе: Лекции	34	10	10
Лабораторные работы	34	10	10
Практические занятия	34	10	10
Самостоятельная работа (всего)	114	209	213
в том числе
На подготовку к лабораторным работам	36	74	73
На подготовку к практическим занятиям	36	64	63
Переработка лекционного материала по конспектам	42	71	77
Вид промежуточной аттестации (зачет)	36	13	9
Общая трудоемкость, часов	252	252	252
Зачетные Единицы Трудоемкости	7	7	7

5. Содержание дисциплины

5.1. Разделы дисциплин и виды занятий

№	Наименование разделов дисциплины	Лекции	Лабораторные работы	СРС	Всего часов (без экзамена)	Формируемые компетенции
1	Вводные сведения. Предмет и задачи курса. Основные физические свойства жидкостей и газов на примере плотности, удельного объема, вязкости, поверхностного натяжения.	1	-	1	2	ПК-2, ПК-3
2	Гидростатика. Гидростатическое давление и его свойства. Физический смысл. Размерность в системных и внесистемных единицах. Диф. уравнение равновесия Эйлера. Основное уравнение гидростатики. Виды напора. Закон Паскаля и его практическое применение. Силы, действующие в жидкостях. Абсолютный и относительный покой (равновесие) жидких сред.	2	0,5	2	4,5	ПК-2, ПК-3
3	Сила давления жидкости на плоские, криволинейные стенки. Приборы для измерения давления	2	0,5	2	4,5	ПК-2, ПК-3
4	Гидродинамика. Основы кинематики. Скорость и расход жидкости. Установившиеся и неустановившиеся потоки. Уравнение неразрывности. Диф. уравнения несжимаемой жидкости (уравнение Навье Стокса). Виды движения вязкой жидкости.	2	1	2	5	ПК-2, ПК-3
5	Модель идеальной (невязкой) жидкости. Уравнение Бернулли для идеальной (невязкой жидкости). Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Некоторые практические применения уравнения Бернулли для определения скорости и расхода жидкости.	2	1	2	5	ПК-2, ПК-3
6	Общая интегральная форма уравнения количества движения. Подобие гидромеханических процессов. Константы подобии, инварианты подобия. Критерии гидродинамического подобия. Теоремы подобия. Общее уравнение энергии в интегральной и дифференциальной формах.	2	-	2	4	ПК-2, ПК-3
7	Режимы движения вязкой жидкости. Число Рейнольдса, его критические значения. Скорость и расход жидкости при ламинарном режиме движения жидкости (закон Стокса, уравнение Пуазейля). Турбулентность и ее основные характеристики. Уравнение Рейнольдса. Применение численных методов на ЭВМ.	2	6	2	10	ПК-2, ПК-3
8	Одномерные потоки жидкостей. Распределение скоростей по сечению потока. Расчет коэффициента гидравлического трения.	2	3	2	7	ПК-2, ПК-3
9	Потери напора на местные сопротивления. Формула Вейсбаха. Коэффициенты местных сопротивлений.	2	3	2	7	ПК-2, ПК-3
10	Скорость и расход истечения жидкости из резервуаров при постоянном напоре. Модуль расхода. Продолжительность опорожнения резервуаров при переменном напоре.	2	-	2	4	ПК-2, ПК-3
11	Гидравлический расчет трубопроводов.	2	4	2	8	ПК-2, ПК-3
12	Неустановившееся движение несжимаемой жидкости. Гидравлический удар. Формула Жуковского Н.Е. Практическое использование гидроудара.	2	4	2	8	ПК-2, ПК-3
13	Гидравлические машины. Общие сведения. Классификация. Основные параметры.	1	5	1	7	ПК-2, ПК-3
14	Насосы. Классификация. Определение теоретического напора. Характеристики ц/б насоса, работа насоса в сети. Основное уравнение центробежного насоса.	2	6	2	10	ПК-2, ПК-3
15	Гидродинамические передачи. Назначение, классификация. Основные параметры. Гидромуфты, гидротрансформаторы.	2	-	2	4	ПК-2, ПК-3
16	Гидропривод. Классификация гидроприводов. Рабочие жидкости. Гидродвигатели. Гидроаппаратура направляющая. Гидроаппаратура регулирующая.	2	-	2	4	ПК-2, ПК-3
17	Вспомогательные устройства. Определение основных параметров объемного гидропривода. Дроссельное регулирование, объемное регулирование гидропривода.	2	-	2	4	ПК-2, ПК-3
18	Гидропневмоприводы. Гидро- и пневмотранспорт. Основы сельскохозяйственного водоснабжения и гидромелиорации.	2	-	2	4	ПК-2, ПК-3
	Итого:	34	34	34	102

5.2. Содержание разделов дисциплины (по лекциям)

№	Наименование разделов	Содержание разделов	Трудоемкость, час	Формируемые компетенции
1	Вводные сведения. Предмет и задачи курса. Основные физические свойства жидкостей и газов на примере плотности, удельного объема, вязкости, поверхностного натяжения.	Понятие жидкости как сплошной непрерывной среды и жидкой частицы, как бесконечно малого объема этой среды. Физические свойства жидкостей: плотность, сжимаемость, температурное расширение, вязкость, поверхностное натяжение и показатели, характеризующие эти свойства. Приборы для измерения вязкости.	1	ПК-2, ПК-3
2	Гидростатика. Гидростатическое давление и его свойства. Физический смысл. Размерность в системных и внесистемных единицах. Диф. уравнение равновесия Эйлера. Основное уравнение гидростатики. Виды напора. Закон Паскаля и его практическое применение. Силы, действующие в жидкостях. Абсолютный и относительный покой (равновесие) жидких сред.	Гидростатическое давление, его свойства. Вывод дифференциальных уравнений равновесия несжимаемой жидкости (уравнения Эйлера), уравнения поверхностей одинаковых давлений. Основное уравнение гидростатики, его физический смысл. Закон Паскаля. Абсолютное, избыточное давление, вакуум, пьезометрическая и вакууметрическая высота, гидростатический напор. Приборы для измерения давлений. Закон сообщающихся сосудов. Давление жидкости на плоские и криволинейные поверхности. Закона Архимеда, условия плавания и статической устойчивости тел.	2	ПК-2, ПК-3
3	Сила давления жидкости на плоские, криволинейные стенки. Приборы для измерения давления	Взаимосвязь условий жизнедеятельности со здоровьем и производительностью труда. Комфортные (оптимальные) условия жизнедеятельности. Климатическая, воздушная, световая, акустическая и психологическая среды, влияние среды на самочувствие, со- стояние здоровья и работоспособность человека. Псхофизиологические и эргономические условия организации  и безопасности труда. Принципы, методы и средства организации комфортных условий жизнедеятельности.	2	ПК-2, ПК-3
4	Гидродинамика. Основы кинематики. Скорость и расход жидкости. Установившиеся и неустановившиеся потоки. Уравнение неразрывности. Диф. уравнения несжимаемой жидкости (уравнение Навье Стокса). Виды движения вязкой жидкости.	Основные характеристики и виды движения жидкости, установившееся и неустановившееся движение. Методы изучения движения жидкости Лагранжа и Эйлера, их принципиальное различие. Струйная модель движения жидкости, элементарная струйка, линия и трубка тока, поток. Параметры потока: площадь “живого” сечения, гидравлический радиус, расход, средняя скорость в сечении. Уравнение неразрывности потока, как закон сохранения массы вещества.	2	ПК-2, ПК-3
5	Модель идеальной (невязкой) жидкости. Уравнение Бернулли для идеальной (невязкой жидкости). Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Некоторые практические применения уравнения Бернулли для определения скорости и расхода жидкости.	Уравнение Д. Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости при установившемся движении, как частный случай действия силы тяжести. Уравнения Бернулли для струйки вязкой жидкости и для потока жидкости. Геометрическая и энергетическая интерпретация уравнения Бернулли. Понятие гидравлического уклона. .	2	ПК-2, ПК-3
6	Общая интегральная форма уравнения количества движения. Подобие гидромеханических процессов. Константы подобии, инварианты подобия. Критерии гидродинамического подобия. Теоремы подобия. Общее уравнение энергии в интегральной и дифференциальной формах.	Гидродинамически подобные потоки. Законы гидродинамического подобия для пересчета параметров с модельных объектов на натурные. Геометрическое, кинематическое, динамическое подобие потоков.	2	ПК-2, ПК-3
7	Режимы движения вязкой жидкости. Число Рейнольдса, его критические значения. Скорость и расход жидкости при ламинарном режиме движения жидкости (закон Стокса, уравнение Пуазейля). Турбулентность и ее основные характеристики. Уравнение Рейнольдса. Применение численных методов на ЭВМ.	Математическое выражение, физический смысл и условия применимости критериев подобия: Ньютона, Эйлера, Рейнольдса, Фруда. -теорема и ее применение. Ламинарный и турбулентный режим движения жидкости, число Рейнольдса.	2	ПК-2, ПК-3
8	Одномерные потоки жидкостей. Распределение скоростей по сечению потока. Расчет коэффициента гидравлического трения.	Взаимосвязь потерь напора с видом сопротивления, параметрами потока, режимом движения жидкости, относительной шероховатостью стенок трубы (канала). Характеристика трех областей гидравлических сопротивлений: гладких труб, переходных, шероховатых (квадратичных). Определение для каждой области гидравлического коэффициента трения по формулам Блазиуса, Альштуля, Прандтля, и графикам Никурадзе, Мурина.	2	ПК-2, ПК-3
9	Потери напора на местные сопротивления. Формула Вейсбаха. Коэффициенты местных сопротивлений.	Формула Вейсбаха для определения местных потерь напора. Основные виды местных сопротивлений, формулы и численные значения коэффициентов местных сопротивлений, принцип наложения местных потерь.	2	ПК-2, ПК-3
10	Скорость и расход истечения жидкости из резервуаров при постоянном напоре. Модуль расхода. Продолжительность опорожнения резервуаров при переменном напоре.	Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре в резервуаре. Понятие малого отверстия, тонкой стенки, затопленного и незатопленного отверстий, совершенного и несовершенного сжатия струи. Формулы для определения скорости и расхода жидкости при истечении через малое отверстие. Понятие насадка, конструктивные виды применяемых насадков. Формулы для определения скорости и расхода жидкости через внешний цилиндрический насадок.	2	ПК-2, ПК-3
11	Гидравлический расчет трубопроводов.	Классификация трубопроводов. Основы расчета трубопроводов. Принципы расчета трубопровода, состоящего из последовательно соединенных труб различных диаметров, а также при параллельном, разветвленном, кольцевом соединении труб. Методика расчета сифонных трубопроводов, трубопроводов с путевым и транзитным расходом.	2	ПК-2, ПК-3
12	Неустановившееся движение несжимаемой жидкости. Гидравлический удар. Формула Жуковского Н.Е. Практическое использование гидроудара.	Гидравлический удар в трубопроводе. Способы предотвращения и использования гидроударов.	2	ПК-2, ПК-3
13	Гидравлические машины. Общие сведения. Классификация. Основные параметры.	Объёмный гидропривод, его основные параметры. Источники питания гидропривода.	1	ПК-2, ПК-3
14	Насосы. Классификация. Определение теоретического напора. Характеристики ц/б насоса, работа насоса в сети. Основное уравнение центробежного насоса.	Центробежные насосы: принцип действия, конструкция. Работа насоса на трубопроводную систему. Объёмные насосы: коловратные, роторно-пластинчатые, роторно-поршневые. Параметры насосов.	2	ПК-2, ПК-3
15	Гидродинамические передачи. Назначение, классификация. Основные параметры. Гидромуфты, гидротрансформаторы.	Гидродинамические передачи. Назначение, классификация. Основные параметры. Гидромуфты, гидротрансформаторы	2	ПК-2, ПК-3
16	Гидропривод. Классификация гидроприводов. Рабочие жидкости. Гидродвигатели. Гидроаппаратура направляющая. Гидроаппаратура регулирующая.	Гидроаккумуляторы и их работа в гидравлической системе. Силовые цилиндры и гидромоторы. Методика выбора гидродвигателя. Регулирующая, направляющая и контрольно-измерительная аппаратура. Редукционные и предохранительные клапаны. Дроссели. Золотниковые распределители. Приборы для измерения расхода.	2	ПК-2, ПК-3
17	Вспомогательные устройства. Определение основных параметров объемного гидропривода. Дроссельное регулирование, объемное регулирование гидропривода.	Способы регулирования скоростей движения гидравлических и пневматических исполнительных органов. Объёмное и дроссельное регулирование.	2	ПК-2, ПК-3
18	Гидропневмоприводы. Гидро- и пневмотранспорт. Основы сельскохозяйственного водоснабжения и гидромелиорации.	Гидравлические приводы автоматического регулирования. Следящие приводы. Приводы синхронного движения. Расчёт гидросистем станков. Схемы принципиальные гидравлические. Циклограммы работы исполнительных органов. Порядок расчёта гидропривода.	2	ПК-2, ПК-3

5.3. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечивающими (предыдущими) и обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

 

№	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	№ разделов данной  дисциплины из табл. 5.1., для которых необходимо изучение обеспечиваемых дисциплин
		1	2	3	4	5	6	7	8	9
Предшествующие дисциплины
1	Начертательная геометрия. Инженерная и компьютерная графика		+	+		+	+		+
2	Материаловедение и технология конструкционных материалов				+					+
3	Механика	+	+					+
Последующие дисциплины
1	Техническая термодинамика		+		+			+		+
2	Тепломассообмен	+				+	+
3	Энергосбережение в теплоэнергетике, теплотехнике и теплотехнологии			+					+

 

№	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	№ разделов данной  дисциплины из табл. 5.1., для которых необходимо изучение обеспечиваемых дисциплин
		10	11	12	13	14	15	16	17	18
Предшествующие дисциплины
1	Начертательная геометрия. Инженерная и компьютерная графика		+	+		+	+		+
2	Материаловедение и технология конструкционных материалов				+					+
3	Механика	+	+					+
Последующие дисциплины
1	Техническая термодинамика		+		+			+		+
2	Тепломассообмен	+				+	+
3	Энергосбережение в теплоэнергетике, теплотехнике и теплотехнологии			+					+

 

 

5.4. Соответствие компетенций, формируемых при изучении дисциплины, и видов занятий

Перечень компетенций	Виды занятий				Формы контроля
	Лекция	Практические и семинарские занятия	КР/КП	СРС
ПК-2	+	+		+	Тесты, конспекты
ПК-3	+	+		+	Тесты, конспекты