Рабочая программа учебной дисциплины «гидравлика и аэромеханика» Направление подготовки - страница №1/1
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
|
Утверждаю
|
___________________
Руководитель ООП
по направлению 240100
проф. Н.М. Теляков
|
_______________________
Зав.кафедрой ПТПЭ
проф. Теляков Н.М.
|
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ГИДРАВЛИКА И АЭРОМЕХАНИКА»
Направление подготовки: 240100 Химическая технология
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр, специальное звание «бакалавр техники и технологий»
Форма обучения: очная
Составители: заведующий каф. ПТПЭ Н.М. Теляков
доцент каф. ПТПЭ С.Н. Салтыкова
ассистент каф. ПТПЭ Д.В. Горленков
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1.Цели и задачи дисциплины:
Учебная дисциплина " Гидравлика и аэромеханика " — обязательная дисциплина федеральных государственных образовательных стандартов всех направлений первого уровня высшего профессионального образования (бакалавриата) и специалитета.
Основной целью образования по дисциплине Курс «Гидравлика и аэромеханика» является одной из основных профилирующих дисциплин в системе подготовки бакалавров по специальности «Металлургия».
Задачей изучения дисциплины является подготовка студентов к творческому применению полученных знаний при создании новых и совершенствованию действующих технологических процессов.
Основными обобщёнными задачами дисциплины (компетенциями) являются:
-
овладение навыками определения характеристик механики сплошных сред- жидкостей и газов, которые в большой степени определяют собственно технологический процесс во многих промышленных печах, являясь одной из его главных составляющих.
-
формирование: процессов тепломассообмена в печах, которые для высокотемпературных агрегатов являются определяющими.
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО по направлению подготовки 240100 «Химическая технология»
Дисциплина «Гидравлика и аэромеханика» относится к профессиональному циклу основной образовательной программы.
Содержание дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин естественнонаучного и профессионального циклов, а знания, умения и навыки, полученные при её изучении, будут использованы в процессе освоения специальных дисциплин, при курсовом и дипломном проектировании, в практической профессиональной деятельности.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих профессиональных компетенций (ПК) выпускника:
производственно-технологическая деятельность:
-
проводить экспериментальные исследования в области механики жидкостей и газов, пользоваться экспериментальной аппаратурой;
-
проектировать системы подачи и эвакуации жидких и газообразных сред и определять необходимые для этого параметры энергетической аппаратуры. В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
-
основные механические свойства жидкостей и газов и факторы, на эти свойства влияющие;
-
законы равновесия жидких и газообразных сред;
-
основные законы движения сплошной среды;
-
режимы движения жидкостей и газов и структурные особенности потоков этих сред;
-
энергетику потоков жидкостей и газов, закономерности, описывающие потери энергии при их движении;
-
законы истечения жидких и газообразных сред;
-
характеристики движения жидкостей и газов по трубопроводам и каналам;
особенности течения по трубопроводам и каналам различных двухфазных сред.
уметь:
-
производить расчеты равновесия жидкостей и газов, движения этих сред в трубопроводах и каналах, их истечения через отверстия и сопла, расчеты по движению двухфазных потоков;
владеть:
-
понятийно-терминологическим аппаратом в области гидравлики и аэромеханики;
-
навыками рационализации профессиональной деятельности.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
|
Всего часов
|
Семестры
|
VI
|
VII
|
VIII
|
IX
|
Аудиторные занятия (всего)
|
36
|
36
|
|
|
|
В том числе:
|
|
|
|
|
|
Лекции
|
18
|
18
|
|
|
|
Практические занятия (ПЗ)
|
18
|
18
|
|
|
|
Семинары (С)
|
|
|
|
|
|
Лабораторные работы (ЛР)
|
|
|
|
|
|
Самостоятельная работа (всего)
|
36
|
36
|
|
|
|
В том числе:
|
|
|
|
|
|
Курсовой проект (работа)
|
|
|
|
|
|
Расчетно-графические работы
|
|
|
|
|
|
Реферат
|
|
|
|
|
|
Другие виды самостоятельной работы
|
-
|
-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид промежуточной аттестации: экзамен
|
экз.
|
экз.
|
|
|
|
Общая трудоемкость час
зач. ед.
|
108
|
108
|
|
|
|
3
|
3
|
|
|
|
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п
|
Наименование раздела дисциплины
|
Содержание раздела
|
1.
|
Введение.
|
Предмет динамики и аэромеханики. Содержание учебного курса.
|
2.
|
Свойства жидкостей и газов.
|
Строение жидкостей и газов с позиций современной физики. Сжимаемые и несжимаемые (капельные) жидкости. Законы объемного сжатия и теплового расширения жидкостей и газов. Плотность, удельный вес, удельный объем. Идеальные и реальные жидкости. Закон внутреннего трения Ньютона. Вязкость жидкостей и газов. Поверхностное натяжение жидкостей и газов. Капиллярность.
|
3.
|
Статика жидкостей и газов.
|
Гидростатическое давление в точке и его свойства. Основное уравнение статики жидкостей и газов Эйлера. Уравнения гидростатики и аэростатики. Сообщающиеся сосуды и равновесия в них жидкостей и газов. Статика дымовой трубы. Измерение давления сообщающимися сосудами. Избыточное давление, разрежение, вакуум. Единицы измерения давления. Закон Паскаля. Сила давления жидкости на плоскую и криволинейную стенки. Закон Архимеда и плавание тел. Относительное равновесие жидкостей. Удельная энергия жидкостей. Напоры покоящейся жидкости.
|
4.
|
Основы кинематики и динамики жидкостей и газов.
|
Основные понятия гидродинамики. Уравнения: неразрывности, движения идеальной жидкости Эйлера, Бернулли, движение вязкой жидкости Навье-Стокса, изменение количества движения. Использование уравнений в инженерных задачах.
|
5.
|
Энергия потоков.
|
Напоры движущийся жидкости. Общее уравнение энергии для потока сплошной жидкости. Уравнение энергии для потока несжимаемой жидкости. Уравнение Бернулли для потока несжимаемой жидкости. Уравнение энергии для напорного и безнапорного течения жидкости. Диаграммы напоров. Полный напор насосной установки. Уравнение энергии для потока газа в общем виде, в механической (уравнение Бернулли для газа) и термической (уравнение энтальпий) формах. Располагаемая работа газового потока. Изотермическое и адиабатическое течение потоков газа. Полная работа сжатия воздухоподающих машин.
|
6.
|
Потенциальное и вихревое течение жидкости. Гидравлические сопротивления.
|
Основные свойства потенциальных течений. Циркуляция скорости. Подъемная сила. Основные свойства вихревого течения. Виды гидравлических сопротивлений. Потери напора на трение ; формула Дарси-Вейсбаха. Режимы движения жидкости. Структура ламинарного и турбулентного потоков. Закон распределения касательных напряжений по поперечному сечению потока. Параметры потока и потери напора на трение при ламинарном течении в трубах. Потери напора на трение при турбулентном режиме течения. Полуэмпирическая теория турбулентности. Расчет безнапорных каналов. Местные гидравлические сопротивления и их расчет.
|
7.
|
Пограничный слой и обтекание тел. Гидравлический расчет трубопроводов.
|
Кинематика жидкости при обтекании тел; образование пограничного слоя. Сопротивление трения при обтекании плоской пластины. Отрыв пограничного слоя. Распределение давления по поверхности обтекаемого тела. Суммарное сопротивление при обтекании твердого тела. Осаждение (всплывание) твердых частиц, капель и газовых пузырей в жидкости. Классификация трубопроводов. Обобщенные параметры трубопроводов. Соединение трубопроводов. Расчет простых трубопроводов. Расчет длинных трубопроводов в квадратичной и неквадратичной области сопротивления. Основы расчета сложных трубопроводов. Расчет коротких трубопроводов. Расчет трубопроводов для газов при малых и больших перепадах давления. Расчет газоходов печей. Напорная характеристика трубопровода. Неустановившееся течение жидкости в трубопроводе. Гидравлический удар.
|
8.
|
Истечение несжимаемой жидкости. Гидравлические струи. Элементы газовой динамики.
|
Истечение жидкости через отверстия в тонкой стенке. Коэффициенты истечения. Истечение под уровень. Истечение жидкости через насадки. Особые случаи истечения жидкости. Свободные затопленные турбулентные струи; структура, распределение действительных и относительных скоростей в сечениях струи, основные расчетные характеристики. Свободные незатопленные струи. Давление струи на твердую поверхность. Полная энтальпия и параметры торможения газового потока. Предельная скорость движения газа. Распространение возмущений в газовой среде. Скорость звука. Число Маха. Истечение газов через сопла. Критические условия истечения. Сверхзвуковое сопло. Адиабатическое течение газа с трением. Общие условия перехода от дозвукового течения к сверхзвуковому. Газовые струи.
|
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п
|
Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин
|
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
…
|
-
|
Экология
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
|
|
-
|
Теплофизика
|
|
|
|
|
+
|
+
|
|
|
|
-
|
Термодинамика
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
|
|
-
|
Тепломассообмен
|
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
|
|
-
|
Теория теплопередачи
|
|
|
+
|
+
|
+
|
|
|
|
|
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п
|
Наименование раздела дисциплины
|
Лек-
ций
|
Практ.
зан.
|
Лаб.
зан.
|
Семи-наров
|
СРС
|
Всего
часов
|
1.
|
Свойства жидкостей и газов
|
2
|
4
|
|
|
|
6
|
2.
|
Статика жидкостей и газов
|
2
|
6
|
|
|
|
8
|
3.
|
Основы кинематики и динамики жидкостей и газов
|
2
|
8
|
|
|
|
10
|
4.
|
Энергия потоков
|
4
|
|
|
|
|
4
|
5.
|
Потенциальное и вихревое течение жидкости
Гидравлические сопротивления
|
4
|
|
|
|
|
4
|
6.
|
Пограничный слой и обтекание тел
Гидравлический расчет трубопроводов
|
2
|
|
|
|
|
2
|
7.
|
Истечение несжимаемой жидкости
Гидравлические струи
Элементы газовой динамики
|
2
|
|
|
|
|
2
|
6. Лабораторный практикум
№ п/п
|
№ раздела дисциплины
|
Тематика практических занятий (семинаров)
|
Трудо-емкость
(час.)
|
1.
|
2,3,5,7
|
Определние коэффициента трения при движении газового потока по каналам.
|
4
|
2.
|
1,2,4,6
|
Определение коэффициента местных сопротивлений
|
4
|
4.
|
1,3
|
Определение констант процесса фильтрации
|
4
|
5.
|
1,3
|
Определение вязкости технологических растворов
|
2
|
3.
|
1,4,5,6
|
Снятие характеристики сети
|
4
|
-
Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовые проекты (работы) не предусмотрены.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
-
Стернин Л.Е. Основы газовой динамики. М.: изд. МАИ, 1995. 332 с.
-
Гальнбек А.А. Гидроаэромеханика в металлургическом производстве. Л.; РИО ЛГИ, 1991. 131 с.
б) дополнительная литература
3. Альтшуль А.Д., Животовский А.С., Иванов Л.П. Гидравлика и аэродинамика. М.; Стройиздат, 1987. 414 с.
4. Металлургическая теплотехника/ В.А. Кривандин, В.А. Арутюнов, Б.С. Мастрюков и др. М.: Металлургия, 1986. 423 с.
5. Гальнбек А.А. Водовоздушное хозяйство металлургических заводов. Л.; РИО ЛГИ, 1974. 284 с.
в) программное обеспечение
Электронные версии учебников, пособий, методических разработок, указаний и рекомендаций по всем видам учебной работы, предусмотренных вузовской рабочей программой, находящиеся в свободном доступе для студентов, обучающихся в вузе.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
Операционные системы Windows, стандартные офисные программы.
9.Материально-техническое обеспечение дисциплины
Использование материалов и приборов лаборатории кафедры ПтиПЭ. Использование студентами для самостоятельной работы разработанных на кафедре учебников и учебных пособий.
10.Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Примерная программа предусматривает возможность обучения в рамках традиционной поточно-групповой системы обучения. При этом обучение рекомендуется в течение одного семестра: для бакалавров — в VI семестре.
Разработчик:
Санкт-Петербургский государственный Горный Институт (технический университет) им. Г.В.Плеханова
|
Заведующий кафедрой печных технологий и переработки энергоносителей, профессор
|
Н.М.Теляков
|
Санкт-Петербургский государственный Горный Институт (технический университет) им. Г.В.Плеханова
|
Доцент кафедры печных технологий и переработки энергоносителей,
|
С.Н.Салтыкова
|
Санкт-Петербургский государственный Горный Институт (технический университет) им. Г.В.Плеханова
|
Ассистент кафедры печных технологий и переработки энергоносителей,
|
Д.В.Горленков
|
Рабочая программа учебной дисциплины «гидравлика и аэромеханика» Направление подготовки: 240100 Химическая технология - davaiknam.ru o_O