Дисциплины
ЗНАТЬ:
- основные физические свойства жидкостей и газов, законы их кинематики, статики и динамики; силы, действующие в жидкостях, гидромеханические процессы, гидравлическое оборудование, схемы применения численных методов и их реализацию на ЭВМ (ОК-1; ОК-2);
УМЕТЬ:
- использовать для решения типовых задач законы гидравлики, проектировать гидравлические системы (ОК-6; ОК-10);
ВЛАДЕТЬ:
- навыками проведения расчетов простых гидравлических сетей (ПК-2, ПК-18, ПК-49);
Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Структура и содержание дисциплины приведены ниже в таблице.
4.1. Содержание учебной дисциплины
Табл.4.1
| Номер модуля и/или темы | Наименование модуля, темы и вопросов, изучаемых на лекциях и самостоятельно (СРС) | Кол-во часов на лекции по теме или разделу | Практические занятия (часов по теме) | Лабораторные занятия (часов по теме) | Самостоятельная работа студента | Учебно-методи ческая литература | Форма контроля | Компе-тенции |
| ЧЕТВЕРТЫЙ СЕМЕСТР ОБУЧЕНИЯ | ||||||||
| Разд- 1 | ГИДРОСТАТИКА | |||||||
| 1.1 -Вводные сведения предмет механики жидкости и газа. Примеры гидромеханических задач из различных отраслей техники. Краткие исторические сведения о развитии науки. Основные физические свойства жидкости: сжимаемость, текучесть, вязкость, теплоемкость, теплопроводность. Гипотеза сплошности, два режима движения жидкостей и газов. Неньютоновские жидкости. Особые свойства воды. | 2* | ДЗ1 | ОК-1 ОК-2 ОК-6 ОК-10 ПК-49 | |||||
| 1.2. Силы, действующие в жидкостях. Массовые и поверхностные силы. Напряжения поверхностных сил. Напряженное состояние, гидростатическое давление. Основное уравнение гидростатики. Поверхности равного давления. Сообщающиеся сосуды. Приборы для измерения давления. Манометрическое, вакуумметрическое давление, абсолютное давление Основная формула гидростатики. Определение сил давления покоящейся среды на плоские и криволинейные стенки. Относительный покой (равновесие) жидкости. Относительное равновесие жидкости в ускоренно движущихся резервуарах. Закон Архимеда. | ||||||||
| Разд.-2 | ГИДРОДИНАМИКА | |||||||
| 2.1. Гидродинамика. Основные понятия и определения. Задачи. Установившееся и неустановившееся течение. Два способа задания движения. Расход и средняя скорость течения жидкости. Струйная модель потока. Уравнение неразрывности струйки, неразрывности потока при установившемся движении. Дифференциальные уравнения неразрывности движения жидкости. Дифференциальные уравнения движения идеальной жидкости. Уравнение Бернулли для струйки идеальной жидкости; геометрическая и энергетическая интерпретации. Уравнение Бернулли для потока идеальной и реальной жидкости. | КР ДЗ2 | ОК-1 ОК-2 ОК-6 ОК-10 ПК-49 | ||||||
| 2.2. Два режима течения жидкости. Ламинарное и турбулентное течение. Число Рейнольдса. Гидравлические потери и их классификация – потери на трение и местные потери. Наиболее употребительные формулы для расчета гидравлического коэффициента трения и его зависимость от числа Рейнольдса. Местные потери напора. Основная формула расчета местных потерь напора. Зависимость коэффициента местного сопротивления от числа Рейнольдса и геометрических параметров местного сопротивления. Примеры местных сопротивлений. | 2* | 6* | ||||||
| 2.3 Истечение жидкости через отверстия и насадки. Истечение через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре. Особенности истечения через внешний цилиндрический насадок. Насадки других видов. Истечение из резервуара при переменном напоре. | ||||||||
| 2.4. Гидравлический расчет трубопроводов. Простые трубопроводы постоянного сечения. Последовательное и параллельное соединение трубопроводов; разветвленные трубопроводы. Гидравлический удар в трубах, формула Жуковского. Защита трубопровода от гидравлического удара. | ||||||||
| Разд-3 | ОБЪЕМНЫЙ ГИДРОПРИВОД | |||||||
| 3.1. Объемный гидропривод: назначение, составные части, область применения. Насос, как источник давления, классификация насосов. Схемы поршневого и мембранного, центробежного, шестерного и лопастного, плунжерного и винтового насосов. Основные характеристики. Баланс мощности. | Э К З А М Е Н | ОК-1 ОК-2 ОК-6 ОК-10 ПК-49 | ||||||
| 3.2. Гидродвигатель, как исполнительный орган гидропривода. Гидроцилиндры, гидромоторы, поворотные гидродвигатели. Расчет крутящего момента и мощности на выходном валу гидромотора, скорости перемещения и усилия на штоке гидроцилиндра. Гидроаппаратура контрольная и регулирующая. Гидролинии. | ||||||||
| Всего |
* занятия проводимые в активной и интерактивной формах
4.2. Матрица соотнесения тем учебной дисциплины и формируемых в них
Компетенций
Табл. 4.2
| Тема, раздел дисц. | Кол. часов по уч. плану | Компетенции по ФГОС | Число компетенций | ||||||||
| ОК-1 | ОК-2 | ОК-6 | ОК-10 | ПК-49 | |||||||
| Раздел 1 | Гидростатика (лекций – 6 часа, практ.занятий – 6 часов, лаб.зан. – 2 часа) | ||||||||||
| 1.1 | + | + | + | + | + | ||||||
| 1.2 | + | + | + | + | + | ||||||
| Раздел 2 | Гидродинамика (лекций – 8часов, практ.занятий –8 часов, лаб.зан. – 6 час.) | ||||||||||
| 2.1 | + | + | + | + | + | ||||||
| 2.2 | + | + | + | + | + | ||||||
| 2.3 | + | + | + | + | + | ||||||
| 2.4 | + | + | + | + | + | ||||||
| Раздел 3 | Объемн. гидропривод (лекций – 5 часов, практ.занятий – 2 часа) | ||||||||||
| 3.1 | + | + | + | + | + | ||||||
| 3.2 | + | + | + | + | + |
4.3. Практические занятия
Табл. 4.3
| №№ занятия | №№ темы | Объем, час. | Тема практического (семинарского) занятия | Формир. ПСК |
| 1.1 | Основной закон гидростатики. Давление на плоскую стенку. | ОК-1 ОК-2 ОК-6 ОК-10 ПК-49 | ||
| 1.2 | Сила давления на криволинейную стенку. Равновесие движущейся жидкости. | |||
| 1.2 | Закон Архимеда. Расчет подъемной силы. | |||
| 2.1 | Уравнение Бернулли для потока идеальной жидкости. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. | |||
| 2.2 | Гидравлические потери напора: потери на трение по длине и местные потери. | |||
| 2.2 | Истечение жидкости через отверстия и насадки | |||
| 2.4 | Гидравлический расчет простейших трубопроводов | |||
| 2.4 | Гидравлический расчет простейших трубопроводов | |||
| 3.1 3.2 | Гидродвигатель. Расчет скорости исполнительного органа. Определение расхода и давления рабочей жидкости Расчет крутящего момента. | |||
| Всего часов | Всего |
4.4. Лабораторные занятия
Табл. 4.4
| №№ занятия | №№ темы | Объем, час. | Тема лабораторного занятия | Формир. ПСК |
| 1.1 | Определение плотности и вязкости жидкости. Режимы течения. | ОК-1 ОК-2 ОК-6 ОК-10 ПК-49 | ||
| 2.2 | Определение коэффициента гидравлического трения в круглой трубе. | |||
| 2.2 | Определение коэффициента местных потерь на внезапном расширении или дроссельной заслонке. |
4.5. Организуемая самостоятельная работа студентов
(Домашние задания - ДЗ)
Домашние задания предусматривают проработку контролирующих обучающих модулей (КОМ).
Таблица 4.4
Контролирующе-обучающие модули КОМ
| КОМ | Контролирующе-обучающие модули и вырабатываемые компетенции | Срок выполнения | Время, затрачи-ваемое на выполнение, час |
| КОМ-1 (ДЗ-1) | Определение гидростатического давления в заданной точке объема жидкости. Определение равнодействующей гидростатического давления на плоскую стенку. Определение выталкивающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость. | март | |
| КОМ-2 (ДЗ-2) | Решение задач на применение уравнения Бернулли. Гидравлический расчет трубопроводов. | май | |
| ВСЕГО |
4.6. Самостоятельная работа студента
Самостоятельная работа студента состоит в самостоятельном решении задач по отдельным темам всех разделов дисциплины. Цель самостоятельной работы формирование навыков, необходимых для подтверждения общекультурных компетенций (ОК) и профессиональных компетенций (ПК), заявленных в содержании дисциплины
Табл. 4.3
| №№ темы | Задачи, рекомендуемые для самостоятельного решения (№№ задач указаны по задачнику – Гидравлика и гидропневмопривод, под ред. проф. Ю.А.Беленкова, изд. «Экзамен», Москва, 2009 г.) | Формир. компет. | Объем, час. |
| 1.1 | 1.1; 1.2; 1.4; 1.5; 1.6; 1.14; 1.15;1.17; 1.19;1.29; 1.35; | ОК-1 ОК-2 ОК-6 ОК-10 ПК-49 | |
| 1.2 | 1.52; 1.53; 1.54; 1.58;1.59; | ||
| 2.1 | 2.1; 2.2; 2.5; | ||
| 2.2 | 2.7; 2.8; 2.11;2.12;2.13; 2.19; 2.23; 2.27; | ||
| 2.3 | 3.1; 3.2; 3.3; 3.7; 3.13; 3.16; 3.17;3.19; 3.20; | ||
| 2.4 | 4.1; 4.2; 4.6; 4.7; 4.10; 4.11; 4.19; 4.22; 4.23; 4.24; 4.27; 4.28; | ||
| 3.1-3.2 | 5.1; 5.2; 5.3; 5.22;5.28; | ||
| Лаб.раб. | Оформление и защита лабораторных работ | ||
| Всего |
