Рабочая программа учебной дисциплины «механика жидкости и газа»




Скачать 146.22 Kb.
НазваниеРабочая программа учебной дисциплины «механика жидкости и газа»
Дата15.02.2013
Размер146.22 Kb.
ТипРабочая программа






МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)


ИНСТИТУТ ЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЯ И МЕХАНИКИ (ЭнМИ)
____________________________________________________________________
_______


Направление подготовки: 141100 Энергетическое машиностроение

Профиль подготовки: Автоматизированные гидравлические и пневматические системы и агрегаты;

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА» (Спецглавы)



Цикл:

профессиональный




Часть цикла:

вариативная




дисциплины по учебному плану:

ЭнМИ; Б3.5




Часов (всего) по учебному плану:

180




Трудоемкость в зачетных единицах:

5


6 семестр



Лекции

45 часов

6 семестр

Практические занятия

15 часов

6 семестр

Лабораторные работы

30 часов

6 семестр

Расчетные задания, рефераты




6 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

90 часов




Экзамены




6 семестр

Курсовые проекты (работы)







Москва - 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является усвоение студентами важнейших физических законов движения жидкостей и газов. По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

  • выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способность привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ОНК-3);

  • выполнять численные и экспериментальные исследования, обрабатывать и анализировать результаты экспериментов (ПК-6);

  • использовать специализированные знания фундаментальных разделов физики, химии, экологии для освоения физических, химических и экологических основ рабочих процессов, протекающих в гидравлических и пневматических системах и машинах (ПСК-1).


Задачами дисциплины являются:

  • приобретение теоретических знаний по механике жидкостей и газов, необходимых для изучения дисциплин профильной подготовки;

  • приобретение студентами навыков решения прикладных гидравлических задач;

  • знакомство с экспериментальными способами измерения параметров состояния жидкости и характеристик потока.


2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю: «Автоматизированные гидравлические и пневматические системы и агрегаты» направления 141100 Энергетическое машиностроение.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Высшая математика», «Информатика», «Инженерная графика», «Физика», «Химия», «Теоретическая механика», «Механика материалов и конструкций», «Механика жидкости и газа».

Знания, полученные в результате освоения дисциплины, необходимы при изучении дисциплин «Гидродинамическая теория решеток», «Объемные гидромашины», «Гидравлические приводы и системы автоматики», «Лопастные насосы», «Гидравлические турбины», «Гидроаппаратура», «Пневматические системы и устройства», «Насосное оборудование тепловых и атомных электростанций» и других дисциплин вариативной части профессионального цикла.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В итоге после освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

  • фундаментальные физические законы движения жидкостей и газов; различные модели реальных потоков жидкостей и газов; уравнения движения для этих моделей и методы их решений;

  • базовые понятия в области естественнонаучных дисциплин и быть готовым использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования течений жидкости и газа (ПК-2);



Уметь и быть готовым:


  • к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);

  • применять основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, использовать компьютер как средство работы с информацией (ОК-11);

  • использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования течений жидкости и газа (ПК-2);

  • анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);

  • использовать технические средства для измерения основных параметров потоков жидкости и газа (ПК-18);

  • выбирать модель реального потока жидкости и газа; составлять и решать соответствующие выбранной модели уравнения движения.


Владеть практическими навыками:

  • выполнения численных и экспериментальных исследований, проведения обработки и анализа результатов (ПК-14);

  • использования специализированных знаний фундаментальных разделов физики, химии, экологии для освоения основ рабочих процессов, протекающих в гидравлических и пневматических системах и машинах (ПСК-1);

  • применения полученных теоретических и практических знаний для решения прикладных задач механики жидкости и газа;

  • расчетов течений жидкостей и газов в элементах проточных частей энергетических систем и агрегатов;

  • использования методов моделирования реальных процессов в натурных объектах энергетического машиностроения;

  • экспериментальных исследований характеристик течений; обработки и анализа экспериментальных данных.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 180 часов.





п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Неустановившееся движение жидкости

22

6

6

2

6

8

Тест на понимание основных уравнений неустановившегося движения

2

Потенциальные течения.

34

6

8

4

12

10

Решение задач

3

Пространственные потенциальные течения

8

6

4

-

-

4

Подготовка расчетного задания

Контрольная работа

4

Неустановившееся движение тела в невязкой жидкости.

6

6

2

2

-

2

Решение задач

5

Общие свойства вязких течений. Точные решения уравнений Навье-Стокса

29

6

7

4

8

10

Решение задач

6

Приближенные методы решения уравнений гидродинамической теории смазки

12

6

6

-

-

6

Решение задач Контрольная работа

7

.Пограничный слой.

20

6

8

2

-

10

Решение задач

8

Силы воздействия потока вязкой жидкости на обтекаемое тело

15

6

4

1

4

6

Тест: Составляющие силы сопротивления




Зачет

4

6

--

--

--

4







Экзамен

30

6

--

--

--

30

устный




Итого:

180

6

45

15

30

90






4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

1. Неустановившееся движение жидкости

Нестационарное одномерное течение жидкости. Инерционный напор. Истечение при переменном напоре. Большие ускорения и гидравлический удар в цилиндрических трубах. Дифференциальные уравнения гидравлического удара. Прямой гидравлический удар. Формула Жуковского. Непрямой удар. Цепные уравнения.


2. Потенциальные течения.

Общие свойства потенциальных течений. Плоские потенциальные потоки. Применение функций комплексного переменного. Простейшие плоские потенциальные потоки. Обтекание круглого цилиндра потенциальным потоком бесциркуляционное и при наличии циркуляции. Теорема Жуковского о подъемной силе. Метод конформных отображений. Обтекание пластины. Постановка общей задачи об обтекании крылового профиля. Общие сведения о методах особенностей.


3. Пространственные потенциальные течения

Операторы поля в криволинейных координатах. Простейшие пространственные безвихревые течения. Обтекание сферы.


4. Неустановившееся движение тела в невязкой жидкости

Присоединенная масса. Инерционное сопротивление.


5. Общие свойства вязких течений.

Точные решения уравнений Навье-Стокса


Ламинарное установившееся течение между параллельными плоскостями. Ламинарные течения в цилиндрических и призматических трубах. Течение между соосными вращающимися цилиндрами.

6. Приближенные методы решения уравнений гидродинамической теории смазки


Приближенные уравнения для малых чисел Рейнольдса. Плоские ползущие течения. Уравнения Рейнольдса для смазочного слоя. Плоский клиновидный слой смазки. Основа теории цилиндрического подшипника скольжения

7. Пограничный слой.

Ламинарный пограничный слой. Уравнения Прандтля. Способы решения уравнений ламинарного пограничного слоя. Интегральные соотношения пограничного слоя, методы их решения. Отрыв пограничного слоя, сущность явления, условия возникновения отрыва. Расчет турбулентного пограничного слоя на пластине.


8. Силы воздействия потока вязкой жидкости на обтекаемое тело


Составляющие силы сопротивления и подъемной силы. Кавитация.


4.2.2. Практические занятия

6 семестр

1. Одномерное неустановившееся движение.

2. Истечение при переменном напоре.

3. Гидравлический удар.

4. Простейшие потенциальные потоки.

5. Комплексный потенциал. Конформное отображение.

6. Интегрирование уравнений Навье-Стокса.

7.Пограничный слой.

8. Зачет.


4.2.3. Лабораторные работы

5 семестр

  1. Истечение при переменном напоре.

  2. Обтекание круглого цилиндра плоским потенциальным потоком. Электрогидродинамическая аналогия.

  3. Обтекание цилиндра воздушным потоком..

  4. Обтекание профиля плоским потенциальным потоком.

  5. Обтекание крылового профиля плоским потенциальным потоком при наличии циркуляции.

  6. Обтекание профиля воздушным потоком.

  7. Силовое воздействие струи на преграду.


Описания лабораторных работ и бланки протоколов находятся на сайте кафедры Гидромеханики и гидравлических машин: http://ggm.mpei.ru/stud.html


4.3. Расчетные задания

Расчетное задание включает набор индивидуальных задач по темам:

  1. Неустановившееся движение.

  2. Истечение при переменном напоре.

  3. Исследование обтекания тела потенциальным потоком.

  4. Комплексные потенциалы различных течений.

  5. Расчеты вязких течений.

  6. Силы взаимодействия потока и конструкции.

  7. Пограничный слой.



4.4. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций и видео роликов. Презентации лекций содержат большое количество фотоматериалов.

Практические занятия включают решение задач по всем темам курса, написание двух контрольных работ.

Лабораторные работы. Физические эксперименты по темам п. 4.3 выполняются на универсальных стендах, разработанных на кафедре Гидромеханики и гидромашин МЭИ (ТУ).

При обработке экспериментов студенты используют сервисные компьютерные программы MathCAD, MathLab, а также программные продукты кафедры Гидромеханики и гидромашин по некоторым работам. Все необходимые программные продукты установлены в вычислительной лаборатории кафедры Гидромеханики и гидромашин.

Самостоятельная работа включает подготовку к практическим занятиям, лабораторным работам, контрольным работам, оформление отчетов по лабораторным работам, подготовку к защите лабораторных работ, подготовку к зачету и экзамену.


6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются: тесты перед лабораторными работами, устный опрос, контрольные работы, защита расчетного задания, защита каждой выполненной лабораторной работы.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за зачет определяется как среднеарифметическая оценок за защиты

лабораторных работ, расчетного задания и выполнение контрольной работы.

Оценка за освоение дисциплины, выносимая в приложение к диплому,

определяется как оценка за экзамен.


7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

  1. Емцев Б.Т. Техническая гидромеханика: Учебник для вузов. – М.: Машиностроение, 1987.

  2. Кудинов А.А. Техническая гидромеханика: учеб. пособ. М.: Машиностроение, 2008.

  3. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа: Учебник для вузов. – 7-е изд., испр. – М.: Дрофа, 2003.

  4. Попов Д.Н., Панайотти С.С., Рябинин М.В. Гидромеханика: Учебник для вузов. – М.: Из-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002.

  5. Шейпак А.А. Гидравлика и гидропневмопривод. Учебник для вузов. 4.1. Основы механики жидкости и газа. 5-е изд., перераб., доп. – М.: МГИУ. 2006.

б) дополнительная литература:

        1. Сборник задач по машиностроительной гидравлике. Учеб. пособие для машиностроительных вузов / Д.А. Бутаев, З.А. Калмыкова, Л.Г. Подвидз и др. Под. ред. И.И. Куколевского, Л.Г. Подвидза. – 5-е изд., стереотипное. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002

        2. Зарянкин А.Е., Касилов В.Ф. Сборник задач по гидрогазодинамике. – М.: Издательство МЭИ, 1995.

        3. Емцев Б.Т. Основы газовой динамики. Учебное пособие. М.: Изд-во МЭИ.1999.

        4. Грибков А.М., Давыдов А.И., Пятигорская Е.И., Филатов С.В. Лабораторный практикум по курсу «Механика жидкости и газа». Учебное пособие. М.: Изд-во МЭИ. 2007.

5. Самойлович Г.С., Нитусов В.В. Сборник задач по гидро-аэромеханике.-

М.:”Машиностроение”,1986.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

Презентации в среде PowerPoint по темам: «Вычислительные методы в МЖГ»,


  1. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для освоения дисциплины используется мультимедийный класс, оборудованный средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов, слайдов.

Для проведения лабораторных работ предусмотрено использование учебных стендов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 141100 «Энергетическое машиностроение» и профилю «Автоматизированные гидравлические и пневматические системы и агрегаты”.


ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Пятигорская Е.И.


"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Гидромеханики и гидравлических машин

им. В.С.Квятковского к.т.н., доцент Грибков А.М.

Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины «механика жидкости и газа» iconРабочая программа учебной дисциплины «механика жидкости и газа»
Профиль подготовки: Компьютерные технологии управления в робототехнике и мехатронике
Рабочая программа учебной дисциплины «механика жидкости и газа» icon«Механика жидкости и газа»
Разработан на основании Государственного общеобязательного стандарта высшего образования специальности 050717 «Теплоэнергетика» госо...
Рабочая программа учебной дисциплины «механика жидкости и газа» iconРабочая программа учебной дисциплины «механика жидкости и газа»
Целью дисциплины является усвоение студентами важнейших физических законов движения жидкостей и газов. По завершению освоения данной...
Рабочая программа учебной дисциплины «механика жидкости и газа» icon15. механика жидкости и газа
Представлено учебное оборудование для проведения лабораторного практикума по общепрофессиональным дисциплинам «Механика жидкости...
Рабочая программа учебной дисциплины «механика жидкости и газа» iconРабочая программа дисциплины «механика жидкости и газа»
Цель дисциплины – является освоение студентами законов механики жидкостей и газов и в той степени, которая позволяет решать задачи,...
Рабочая программа учебной дисциплины «механика жидкости и газа» iconРабочая программа учебной дисциплины «Спецглавы механики жидкости и газа»
Целью дисциплины является усвоение студентами важнейших физических законов движения жидкостей и газов. По завершению освоения данной...
Рабочая программа учебной дисциплины «механика жидкости и газа» iconПримерная программа дисциплины гидравлика (механика жидкости и газа) Рекомендуется Минобразованием России для для направлений подготовки (специальностей) в области техники и технологии
Дисциплина базируется на высшей математике (теория поля, дифференциальные уравнения),физике (механика, свойства жидкостей и газов),...
Рабочая программа учебной дисциплины «механика жидкости и газа» iconРабочая программа учебной дисциплины «Теоретическая механика»
Теоретическая механика является составной частью модуля «Механика» и входит в базовую часть фгос впо (цикл Б. 2)
Рабочая программа учебной дисциплины «механика жидкости и газа» iconНазначение приборов для расхода и количе­ства жидкости, газа и пара
Значение счетчиков и, особенно рас­ходомеров жидкости, газа и пара очень велико. Раньше основное применение имели счетчики воды и...
Рабочая программа учебной дисциплины «механика жидкости и газа» iconРабочая программа учебной дисциплины математические методы анализа процессов добычи нефти и газа
Профиль подготовки: Эксплуатация и обслуживание объектов добычи газа, газоконденсата и подземных хранилищ
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница