Рабочая программа дисциплины гидравлика
Скачать 245.91 Kb.
|
ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ УТВЕРЖДАЮ: Декан факультета ПМА, профессор В.Н. Колодежнов “ ” 2001 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Гидравлика (наименование дисциплины) для специальностей 170600 “Машины и аппараты пищевых производств”; “271300 "Пищевая инженерия малых предприятий” направление 655800 "Пищевая инженерия" (№, наименование направления) Программа рассмотрена: на заседании кафедры, протокол .№ 9 от " 04 " июня 2001 г. Заведующий кафедрой процессов и аппаратов химических и пищевых производств, профессор Ю.В. Красовицкий на заседании методической комиссии факультета пищевых машин и автоматов, протокол № 8 от "14" июня 2001 г. Председатель методической комиссии факультета ПМА Профессор А.А. Шевцов СОГЛАСОВАНО: Заведующий кафедрой машин и аппаратов пищевых производств, профессор С.Т. Антипов Воронеж 2001 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ Гидравлика - одна из важнейших дисциплин федерального компонента обще-профессионального цикла. (ОПДФ.11). Она является прикладной инженерной наукой, широко использующей теоретические положения механики и данные эксперимента для решения задач различных областей инженерной практики. Цели и задачи дисциплины заключаются в подготовке выпускника к решению следующих профессиональных задач:
2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Уровень освоения содержания дисциплины определяется знаниями, умениями и навыками, 'полученными студентом при изучении дисциплины. Студент должен знать:
ческих машин и аппаратов при проектировании технологических процессов и режимов производства;
Студент должен уметь:
Студент должен получить навыки:
и газов, регулированием работы гидравлических машин и систем гидравлического и пневматического привода;
3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДУ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.Г. Разделы дисциплины и виды занятий
4.2. Содержание дисциплины 1. Введение Основы технической гидромеханики. Краткие исторические сведения о развитии технической гидромеханики. Методы, применяемые при изучении механики сплошных сред. Модели сплошной среды. 2. Жидкость как объект исследования Основные физические свойства жидкости: плотность и удельный вес; силы и напряжения, действующие в жидкости; текучесть и вязкость; идеальная и реальная жидкость; сжимаемость и прочность на разрыв; капиллярность; состояние насыщения; растворимость газов в жидкостях; ньютоновские и неньютоновские жидкости. 3. Характеристики движения жидкости Два метода описания движения жидкости. Виды движения и их классификация: неустановившееся и установившееся (равномерное, неравномерное, плавноизменяющееся и резкоизменяющееся) движение несжимаемой жидкости; безвихревые (потенциальные) и вихревые движения, теорема Коши-Гельмгольца; напорные, безнапорные и свободные движения; сплошное и прерывистое движение; осесимметричное и неосесимметричное движение; одномерное, двухмерное (плоскопараллельное) и трехмерное движение; ламинарное и турбулентное движение. Кинематические характеристики движения жидкости: поток жидкости, локальная (мгновенная и осредненная) и средняя скорость; поле скоростей; ускорение движения жидкой частицы (субстанциональная производная); геометрические характеристики потока - траектория, линия тока и линия отмеченных точек, поверхность тока и трубка тока; элементарная струйка; живое сечение; расход жидкости; профиль (эпюра) скоростей; уравнения сплошности течения, гидравлический радиус и эквивалентный диаметр. 4. Уравнения движения и равновесия Уравнения неразрывности для жидкости и газов. Дифференциальные уравнения движения реальной жидкости (уравнения Навье-Стокса). Уравнения движения идеальной жидкости (уравнения Эйлера). Структурная связь уравнений движения и равновесия. Гидростатика. Уравнения Эйлера и их решение. Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля. Гидравлические усилители (мультипликаторы давления). 5. Уравнения энергии Интеграл Бернулли. Энергетический смысл интеграла Бернулли. Уравнение Бернулли для моделей невязкой, вязкой, несжимаемой и сжимаемой жидкости при установившемся движении. Геометрический смысл уравнения Бернулли. Примеры практического использования уравнения Бернулли, приборы для измерения расхода и давлений. 6. Основы теории подобия и моделирования Теория подобия и метод анализа размерностей. Теоремы подобия, определяющие и неопределяющие критерии. Автомодельность. Пи-теорема. 7. Потери энергии при движении жидкости Характер и виды потерь энергии. Ламинарный режим движения (закон распределения скоростей по сечению трубопровода, средняя скорость и расход, касательные напряжения и гидравлическое сопротивление). Ламинарное течение жидкости в узких щелях. Облитерация щелей. Основные характеристики турбулентного движения. Турбулентные касательные напряжения и механизм их возникновения. Полуэмпирическая теория турбулентности Л.Прандтля. Гидравлическое сопротивление при турбулентном движении, гидравлически гладкие и шероховатые трубы. Расчет потерь энергии по длине и в местных сопротивлениях. 8. Силовое взаимодействие потока с твердым телом Силовое воздействие установившегося потока на неподвижную и движущуюся преграду: воздействие струи на твердые преграды; обтекание тел жидкостью; подъемная сила и сила лобового сопротивления. Теоретические основы гидротранспорта, применение гидротранспорта в пищевой промышленности. Явление гидравлического удара. Формула Н.Е.Жуковского. Понятие о волновых процессах в гидромагистралях гидроприводов и трубопроводах. Защита трубопроводов от гидравлических ударов. Гидравлический таран и гидроимпульсатор. 9. Истечение жидкости через отверстия Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном и переменном напоре. Истечение жидкости через насадки. 10. Гидравлические машины Гидромашины: классификация гидромашин. Насосы и гидродвигатели. Основные параметры работы насосов и их характеристики: подача и напор, мощность и КПД, высота всасывания и кавитация в насосах. Кавитационный запас, формула С.С.Руднева. Характеристики насосов: рабочая, универсальная, относительная, кавитационная, поле характеристик насосов, энергетическая и регулировочная характеристики. Насосно-аккумуляторные станции. Характеристика сети. Рабочая точка насоса. Регулирование работы насоса на сеть. Основы регулирования работы на сеть: законы пропорциональности; основы теории подобия лопастных насосов, коэффициент быстроходности. Способы регулирования работы динамического насоса на сеть: задвижкой (дросселированием) и изменением характеристики насоса (изменением частоты вращения, регулируемыми утечками, перепуском, "искусственным голоданием", изменением рабочего объема насоса). Совместная (параллельная) работа насосов на сеть: объемных, объемного и центробежного насосов. Устройство, принцип работы, области применения и основы расчета динамических (центробежные, вихревые, осевые, дисковые, червячные) и объемных (поршневые и плунжерные, роторные, диафрагменные, шланговые, водокольцевые, винтовые) насосов. Гидродвигатели возвратно-поступательного действия (силовые гидроцилиндры). Назначение устройство и расчет цилиндров. Поворотные гидродвигатели. Гидродвигатели вращательного действия (гидромоторы). Обратимость роторных насосов и гидромоторов. Гидромоторы роторно-поршневых, пластинчатых, шестеренных и винтовых типов. Расчет крутящего момента и мощности на валу гидромотора. Регулирование рабочего объема. Высокомоментные гидромоторы. Сравнительные технические показатели различных объемных насосов. II. Объемный гидропривод Основы гидропривода. Структура, классификация и элементы гидропривода. Типовые схемы гидропривода с замкнутой и разомкнутой циркуляцией, с дроссельным и объемным регулированием скорости. Сравнение различных способов регулирования скорости гидропривода. Стабилизация скорости выходного звена. Синхронизация движения нескольких гидродвигателей. Классификация гидроаппаратов: направляющая аппаратура (распределители жидкости, обратные клапаны, гидравлические замки, клапаны выдержки времени); регуляторы давления (предохранительные клапаны, переливные клапаны, редукционные клапаны); регуляторы расхода (дроссели, регуляторы потока, клапаны соотношения расходов, дросселирующие распределители); вспомогательные устройства и линии (кондиционеры, гидроемкости, гидролинии). Обозначение гидроаппаратов по ЕСКД. Типовые схемы применения направляющей аппаратуры (гидрозамки, делители потока, обратные клапаны), регуляторов давления (предохранительные клапаны, редукционные клапаны), регуляторов расхода (дроссели, регуляторы потоков), вспомогательных устройств (очистители). Основные энергетические соотношения и внешние характеристики: баланс мощности, характеристики совместной работы насоса с гидродвигателем, характеристики совместной работы насоса с гидродвигателем при дроссельном регулировании скорости выходного звена гидродвигателя (последовательное и параллельное включение дросселя), характеристики совместной работы насоса и предохранительного клапана, теоретические характеристики гидропривода, с объемным регулированием. 12. Пневмопривод Основы пневмопривода. Основные элементы и схемы пневмоприводов. Пневматические двигатели. Основные технические показатели и характеристика пневмодвигателя. Объемные пневмодвигатели. Турбинные пневмодвигатели. Регулирование пневмопривода. Воздух как средство передачи энергии. Изотермическое и адиабатное движение газа в трубах. Основы расчета газопроводов при малых и больших перепадах давлений. Эксплуатация гидро- и пневмоприводов и перспективы их развития; примеры применения гидро- и пневмоприводов в пищевой промышленности. 13. Гидродинамические передачи Назначение и области применения гидродинамических передач. Принцип действия и классификация. Рабочие жидкости. Гидродинамические трансформаторы и муфты, устройство и рабочий процесс. 5. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
6. ФОРМЫ И СОДЕРЖАНИЕ ТЕКУЩЕГО, ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ Текущий контроль знаний студентов осуществляется путем устного собеседования при допуске к выполнению лабораторных работ, защиты отчетов по ним, на консультациях по курсовому проектированию, вызовов на лекционные консультации и оценки результатов выполнения домашних контрольных работ. Промежуточный контроль знаний студентов осуществляется на седьмой и тринадцатой неделях семестра и заключается в подведении итогов выполнения графика учебного процесса на указанные сроки (выполнение и сдача лабораторных и домашних контрольных работ, ход выполнения курсовой работы). Итоги промежуточного контроля передаются в деканат факультета ПМА, осуществляющего рейтинговую систему контроля и оценки знаний студентов. Итоговый контроль знаний, умений и навыков студентов осуществляется на защите курсовой работы и экзамене. На экзамен выносятся следующие вопросы:
гидравлическое сопротивление, касательные напряжения и их распределение).
В экзаменационный билет входят три вопроса и задача. Пример экзаменационного билета приводится ниже. Воронежская государственная технологическая академия Кафедра процессов и аппаратов химических и пищевых производств ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 13 по дисциплине: “Гидравлика” Вопросы:
Задача № 6 Лектор, доцент А.В.Логинов Заведующий кафедрой, профессор Ю.В. Красовицкий Задача .№ ,6._ Определить высоту всасывания насоса при перекачке воды с температурой 20 °С, если всасывающая труба имеет диаметр d = 98∙10-3 м и длину l= 15,2 м. Коэффициент гидравлического трения в трубе λ = 0,023, а сумма коэффициентов местных сопротивлений ∑ξ=7,5. Подача насоса Q= 10, 9·10-3 м3/с, атмосферное давление Ра = 99700 Па. Для предотвращения возникновения кавитации в насосе давлений в нем должно быть на 15000 Па выше давления парообразования перекачиваемой воды. 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Основная литература
7.2. Дополнительная литература - Орлов Ю.М. Механика жидкости, гидравлические машины и основы гидропривода агрегатов ракетных комплексов. - Пермь, 2001. -639 с.
ческого привода. Учеб.пособие/Воронеж, гос. технол. акад. - Ворси, неж, 1998. - 52 с.
»- Логинов А,В. Методические указания и контрольные работы по дисциплине "Гидравлика"/Воронеж. гос. технол. акад., Воронеж, 2001. - 43 с.
7.3. Методические материалы преподавателю
7.4. Обучающие, контролирующие, расчетные компьютерные программы и другие средства освоения дисциплины В учебном процессе используются следующие обучающие-контролирующие компьютерные программы:
- Гидравлическое сопротивление при равномерном движении жидкости в трубах" (автор - доцент И.Н. Болгова) в среде MathCAD Разработана и используется электронная версия методических указаний к курсовому проектированию "Правила и примеры выполнения технологических схем" (авторы - доценты М.И.Слюсарев, А.В.Логинов) – Internet Explorer, В учебном процессе используются и другие средства освоения дисциплины:
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальностям подготовки дипломированного специалиста 170600 "Машины и аппараты пищевых производств", 271300 "Пищевая инженерия малых предприятий". Программу составил Логинов А.В., доцент |
Похожие:
 | Рабочая программа Дисциплины опд. Ф. 02. 05 «Гидравлика» А рабочая программа дисциплины «Основы гидравлики и гидропривода» / сост. Л. С. Диньмухаметова – Орск: огти 2002, – 18 с | | Рабочая программа дисциплины «гидравлика» Цель дисциплины – углубленное освоение студентами, обучающимися по профилю «Оборудование нефтегазопереработки», основ гидравлики |
| Рабочая программа учебной дисциплины «Гидравлика» Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Рабочая программа по дисциплине «Гидравлика» Гидравлика является одной из дисциплин общетехнического цикла и служит основой для изучения профилирующих дисциплин по профилю теплогазоснабжения... |
| Рабочая программа по дисциплине «Гидравлика» Гидравлика является одной из дисциплин общетехнического цикла и служит основой для изучения профилирующих дисциплин по профилю теплогазоснабжения... | | Рабочая программа по дисциплине сд 02 «Автоматизация производственных процессов в машиностроении» Изучение дисциплины апп базируется на знании общетеоретических, общеинженерных и специальных дисциплин таких как: “Резание материалов”,... |
| Рабочая программа по дисциплине «Гидравлика» По специальности 150407. 65 «Полиграфические машины и автоматизированные комплексы» | | Программа дисциплины дпп. Ф. 02 Гидравлика и гидравлические машины Цель дисциплины: сформировать у студентов знания в области гидравлики, гидравлических машин и гидроэнергетики и навыки в решении... |
| Рабочая учебная программа по дисциплине гидравлика Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Рабочая программа по дисциплине Ф. 02 «Гидравлика» для специальности Кафедра электрофизических и электрохимических методов обработки материалов (тэм) |