Образовательные технологии
Приизучении дисциплины широко используются компьютерные технологии (мультимедийные материалы -презентации, видеоролики, текстовый материал в электронном виде и др.), цифровая аппаратура - ноутбук, фотоаппараты, видеокамеры, видеопроекторы.
Для подготовки цифровых образовательных ресурсов (ЦОР) -презентаций, текстовых файлов, видеороликов и т.п.- использовались программы:
Microsoft Office, AutoPlay Menu Builder, Nero8, FormatFactory, Windows Movie Maker и др., а также материалы с сайтов Википедия, YouTube.com и др.
Программа Экзаменатор используется для компьютерного тестирования (тесты приведены ниже)
| Семестр | Вид занятий | Используемые интерактивные образовательные технологии | Число часов |
| Лекции | Компьютерные технологии, цифровые образовательные ресурсы | По 5-20 мин. на лекции | |
| Лабораторные.занятия | Компьютерные технологии, цифровые образовательные ресурсы | Вводный инструктаж, по мере надобности. | |
| Практические занятия | Текстовые файлы (в том числе в электронном виде) с примерами решения типовых задач | На каждом занятии, по мере необходимости | |
| Самостоятельная работа | Компьютерные технологии, цифровые образовательные ресурсы | При подготовке рефератов, выполнения домашнего задания | |
| Итого: | |||
| Всего: |
Тематика рефератов
1. Резка металлов с помощью жидкости.
2. Гидравлические трансмиссии мобильных машин.
3. Центробежные насосы специального назначения.
4. Насосы трения: вихревые, струйные, дисковые, воздушные. Принцип действия. Обзор конструкций.
5. Пути уменьшения гидравлических сопротивлений при движении жидкостей.
6. Неньютоновские жидкости.
7. Устройство для дозировки жидкостей.
8. Обнаружение дефектов трубопроводов различными методами.
9. Объёмный гидропривод.
10. Динамический гидропривод в АКПП.
11. Использование пневмомоторов на транспорте.
12. Роль российских учёных в развитии гидромеханики жидкостей
Литература. Основная.
1.Никитин О.Ф. Гидравлика и гидропневмопривод.-М.:Изд.МГТУ им.Баумана, 2012.-431 с.
2, Исаев Ю.М., Коренев В.П. Гидравлика и гидропневмопривод.- М.: Академия, 2009.-176 с.
3..Лепешкин А.В., Михайлин А.А. Гидравлические и пневматические системы.-.: Академия, 2008.-333 с.
4. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам / Б.Б. Некрасов [и др.]; под ред.Б.Б.Некрасова.- Минск: Высшая школа, 2012. - 382 с.
Дополнительная: 5. Сборник задач по машиностроительной гидравлике. Под ред. И.И. Куколевского и Л.П. Подвидза. – М.: Машиностроение, 2002.
6. http://www.gidravl.narod.ru
7. http://www.ask-h.ru - сайт компании АСК-Гидравлика.
8 http://www.wolist.ru - перечень сайтов по гидравлике.
9. http://www.youtube.com - сайт с видеороликами.
Терминологический минимум
| Жидкость | |
| Массовая сила | Вязкость |
| Диссипация энергии | Скоростной напор |
| Гидравлические потери | Короткий трубопровод |
| Гидродинамический напор | неньютоновская жидкость |
| Длинный трубопровод | |
| Ньютоновская жидкость | Гидроаккумуляция |
| сжимаемость жидкости | Температурное расширение |
| Мультипликатор | Пьезометр, пьезометрический напор |
| Давление, напор, манометр, вакуумметр, микроманометр | Установившееся стационарное движение |
| Гидростатический напор | Относительный покой |
| Трение в жидкости | Идеальная жидкость |
| Сила давления | Режимы движения жидкости |
| Неустановившееся движение | Уравнение Бернулли |
| Критерий Рейнольдса | Относительная шероховатость |
| Гидравлическое моделирование Пограничный ламинарный слой | Критерии гидродинамического подобия |
| Гидравлически гладкие трубы | Гидравлический таран |
| Гидравлический удар | Насадки, сопла |
| Гидравлическая машина | Мощность насоса |
| КПД насоса | Параметры гидромашин |
| Гидравлический привод | Динамический насос |
| Центробежный насос | Регулирование работы насоса |
| Кавитация | Оптимальный режим работы насоса |
| Дроссельные устройства | Высота всасывания насоса |
| Рабочий объем насоса Струйный насос | Регулирование скорости гидропривода |
| Водозаборное сооружение | Эрлифт, воздушный насос |
| Водонапорная башня | Гидромотор |
| Гидравлическая машина | Мощность насоса |
| Параметры гидромашин | |
| Гидравлический привод | Динамический насос |
| Центробежный насос | Регулирование работы насоса |
| Рабочая точка насоса | Оптимальный режим работы насоса |
| Высота всасывания насоса | |
| Рабочий объем насоса Струйный насос Пневмоэлементы | Регулирование скорости гидропривода Пневмоцилиндры Пневмомоторы |
3.5. Требования к зачёту.
Для допуска к зачёту необходимо выполнить и успешно сдать отчеты по всем лабораторным работам, а также выполнить весь объем самостоятельной индивидуальной работы.
оценка «незачтено» выставляется, если суммарный рейтинг студента находится в пределах менее 50 баллов.
3.6. Вопросы для подготовки к зачёту.
1. Жидкость, её физические свойства (плотность, сжимаемость, вязкость и др.). Идеальная жидкость. Методы измерения плотности и вязкости жидкостей.
2. Гидравлическое давление и его свойства. Основное уравнение гидростатики. Пьезометрическая и геометрическая высоты. Гидростатический напор.
3. Единицы измерения давления. Приборы для измерения давления. Применение закона Паскаля в технике (гидропрессы, гидроаккумуляторы, мультипликаторы).
4. Сила давления. Давление жидкости на плоскую и цилиндрическую стенки. Закон Архимеда.
5. Основные понятия и определения гидродинамики (линии тока, гидравлический радиус, живое сечение, смоченный периметр и др.) Расход жидкости. Уравнение неразрывности струи. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости. Графическая интерпретация уравнения Бернулли. Применение уравнения Бернулли в технике.
6. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Гидравлические сопротивления и потери напора.
7. Особенности турбулентного движения. График Никурадзе. Номограмма Кольбрука-Уайта
8. Истечение идеальной жидкости из отверстия в тонкой стенке. Истечение реальной жидкости из отверстия в тонкой стенке. Сжатие струи. Коэффициенты скорости и расхода.
9. Истечение жидкости через насадки. Типы насадок. Применение насадок в технике.
10. Движение газа по трубам и каналам.
11. Трубопроводы. Простые и сложные трубопроводы. Гидравлический расчёт простого водопровода.
12. Гидравлический удар. Скорость распространения ударной волны. Ударное давление.
13. Способы снижения ударного давления. Применение гидроудара в технике. Гидротаран.
14. Область применения насосов. Напор, развиваемый насосом. Мощность, КПД насосов.
15. Объемные насосы. Поршневые насосы. Роторные насосы
16. Динамические насосы. Лопастные насосы.. Процесс всасывания и явление кавитации в центробежном насосе.
17. Насосы трения. Вихревые насосы. Струйные насосы. Эрлифты.
18. Гидравлический привод. Классификация.. Объемный гидропривод. Достоинства и недостатки
19. Гидродинамические передачи. Гидромуфты.Гидродинамические передачи. Гидротрансформаторы.
20. Использование гидропередач в АКПП.
21. Пневмоэлементы. Пневмоцилиндры.
22. Пневмомоторы.
Тестовые задания
Модуль 1
Перечень вопросов, на основе которых составлены тестовые задания:
1. физические свойства и строение жидкостей и газов..
2. Гидростатика.
3. Гидродинамика.
4. Газодинамика.
Тесты
1. Закон Паскаля читается следующим образом:
а) изменение давления над поверхностью жидкости передаётся только ближайшим точкам жидкости одинаково; б) изменение давления над поверхностью жидкости не передаётся частицам жидкости; в) изменение давления над поверхностью жидкости передаётся всем точкам жидкости одинаково; г) изменение давления над поверхностью жидкости передаётся точкам жидкости не одинаково.
2. На приведенном ниже рисунке изображён внешний вид:
а) водяного счётчика; б) тензодатчика давления; в) барометра; г) психрометра.
3. На рисунке ниже приведен внешний вид элемента:
а) фоторезистора; б) тензорезистора; в) пьезодатчика; г) термопары.
4. Вакуумметрическое давление определяется как: а) сумма абсолютного и атмосферного давлений; б) разность избыточного и атмосферного давлений; в) разность атмосферного и абсолютного давлений; г) произведение абсолютного и атмосферного давлений.
5. При измерении одного и того же давления в жидкости двумя разными приборами расхождения в их показаниях не должно: а) быть больше суммы их пределов измерений; б) быть меньше разности числа делений их шкал; в) быть больше суммы их абсолютных погрешностей измерений; г) быть меньше разности их пределов измерений; д) быть больше абсолютной погрешности измерений одного из приборов.
6. Вакуумметрическое давление может меняться в пределах:
а) от 100 КПа до 0 КПа; б) от 0 КПа до (- 100) КПа; в) от 100 КПа до (-1) Па; г) от (-1) МПа до 10 МПа.
7. В системе СИ давление измеряется:
а) в кг/ см2 ; б) в мм. рт. ст ; в) в Па ; г) в ньютонах ; д) в кгс/ см2.
8. При выводе закона Паскаля считается, что:
а) жидкость сжимается, но слабо; б) жидкость практически несжимаема; в) сжимаемость жидкости велика.
9. Закон Паскаля лежит в основе работы следующих устройств: а) манометра, гигрометра, гидропресса, гидроаккумулятора; б)мультипликатора, гидропресса, гидроаккумулятора; в) пьезометра, мультипликатора, щелочного аккумулятора; г) спидометра, гидроаккумулятора, гидропресса.
10. При откачивании (разряжении) воздуха над жидкостью уровень жидкости в пьезометре: а) не изменяется; б) возрастает по отношению к нулевой точке; в) понижается (по отношению к нулевой точке).
11. У вакуумметра предельное значение шкалы прибора равно: а) 10 кг/ см2 ; б) - 1 кгс/ см2; в) -1 Па; г) - 1 ньютон; д) 2 кгс/ см
12. Площадь поперечного сечения потока, перпендикулярная направлению движения называется:
а) открытым сечением; б)живым сечением; в) полным сечением; г) площадью расхода.
13. Если при движении жидкости в данной точке русла давление и скорость не изменяются, то такое движение называется:
а) установившемся; б) неустановившемся; в) турбулентным установившимся;г) ламинарным неустановившемся.
14. Число Рейнольдса определяется по формуле:
а) Re = ρ U d η; б) Re = ρ U-d η; в) Re = ρ U d/ η г) Re = ρ U +d η; д) Re = ρ U/ d η
15. Местные потери напора определяются по формуле: а) hм = (λ · d / εм ) · 2g· U2; б) hм = (d / εм ) · 2g· U2; в) hм = εм ·( U2 / 2g) г) hм = εм - 2g· U2; д) hм = εм · 2g + U2;
16. Если число Рейнольдса меньше 2300, то коэффициент линейных потерь можно рассчитать по формуле: а) λ = 64/Re; б) λ = 2g - Re; в) λ = 64- Re; г) λ = 64 · Re; д) λ = 64 · g/ Re.
17. Уравнение Бернулли для реальной жидкости записывается в следующей форме:
а) z1 + (Р1/ ρ) + (u1ср2 / 2g) = z2 + (Р2 / ρ) + (u2ср2 / 2g) + h1-2;
б) z1 + (Р1/ ρg) + (α1 · u1ср2 / 2g) = z2 + (Р2 / ρg) + (α2 · u2ср2 / 2g) + h1-2;
в) z1 + (Р1/ ρg) + (α1 · u1ср2 / 2g) = z2 + (Р2 / ρg) + (α2 · u2ср2 / 2g):
г) (Р1/ ρg) + (α1 · u1ср2 / 2g) = (Р2 / ρg) + (α2 · u2ср2 / 2g) + h1-2;
18. На рис.ниже изображена схема установки, использованная для определения перехода жидкости из ламинарного движения в турбулентное учёным:
а) Максвеллом; б) Ломоносовым; в) Рейнольдсом; г) Фурье
19. Объёмный расход жидкости определяется как: а) Qv = V + τ; б) Qv = V · τ; в) Qv = u + S; г) Qv = V/τ
20. Уравнение неразрывности потока жидкости имеет вид:
а) u 1ср·S1= u 2ср·S2 = const; б) u 2ср·S1= u 1ср·S2= const; в) u 1ср·u 2ср =S2·S1= const; г) S1/ u1 = S2 /u2 = const.
21. Местные потери напора появляются в местах, где: а) скорость жидкости меняется по величине; б) скорость жидкости меняется по направлению; в) скорость жидкости меняется по величине и направлению; г) скорость жидкости остаётся постоянной величиной.
22. Скорость жидкости можно определить опытным путём, зная: а) разность пьезометрических напоров между двумя сечениями; диаметр сечения трубы; длину участка трубы, расположенного между двумя сечениями. б) объём жидкости, проходящей через поперечное сечение трубы; время его прохождения; диаметр сечения. в) массу жидкости, проходящей через поперечное сечение трубы; время её прохождения; длину участка трубы, расположенного между двумя сечениями. г) удельную энергию жидкости; время её прохождения по трубе; площадь поперечного сечения трубы.
23. Потери напора на горизонтальном участке трубы между двумя одинаковыми по площади сечениями 1 и 2 можно найти, зная: а) расход жидкости и скорость её движения; б) число Рейнольдса и вязкость жидкости; в) скорость движения жидкости и диаметр трубы; г) разность пьезометрических напоров между сечениями 1 и 2;
24. У простого короткого трубопровода связь между объёмным расходом Q и напором Н определяется соотношением: а) Н = Q + К; б) К = Н –Q2; в) Н = К · Q; г) Н = К · Q2;
25. На сколько областей делится турбулентный режим движения при определении коэффициента гидравлического трения?
а) на две; б) на три; в) на четыре; г) на пять.
26. От чего зависит коэффициент гидравлического трения в первой области турбулентного режима?
а) только от числа Re; б) от числа Re и шероховатости стенок трубопровода; в) только от шероховатости стенок трубопровода; г) от числа Re, от длины и шероховатости стенок трубопровода. 27. От чего зависит коэффициент гидравлического трения во второй области турбулентного режима?
а) только от числа Re; б) от числа Re и шероховатости стенок трубопровода; в) только от шероховатости стенок трубопровода; г) от числа Re, от длины и шероховатости стенок трубопровода.
28. От чего зависит коэффициент гидравлического трения в третьей области турбулентного режима?
а) только от числа Re; б) от числа Re и шероховатости стенок трубопровода;в) только от шероховатости стенок трубопровода; г) от числа Re, от длины и шероховатости стенок трубопровода
29. Для чего служит номограмма Колбрука-Уайта?
а) для определения режима движения жидкости; б) для определения коэффициента потерь в местных сопротивлениях; в) для определения потери напора при известном числе Рейнольдса; г) для определения коэффициента гидравлического трения.
30. Каким образом можно определить режим движения жидкости в трубе? а) используя график Никурадзе; б) используя номограмму Колбрука-Уайта; в) рассчитывая число Рейнольдса; г) используя формулу Вейсбаха-Дарси.
31. Теорема Борда гласит:
а) потеря напора при внезапном сужении русла равна скоростному напору, определенному по сумме скоростей между первым и вторым сечениями; б) потеря напора при внезапном расширении русла равна скоростному напору, определенному по сумме скоростей между первым и вторым сечениями; в) потеря напора при внезапном сужении русла равна скоростному напору, определенному по разности скоростей между первым и вторым сечениями; г) потеря напора при внезапном расширении русла равна скоростному напору, определенному по разности скоростей между первым и вторым сечениями.
32. Плотность жидкости можно рассчитать, используя следующее соотношение:
а) ρ = m/V; б) ρ = V/ m; в) ρ = m - V; г) ρ = m + V.
33. Динамическая вязкость жидкостей определяется:
а) величиной сил давления в жидкости; б) величиной сил сопротивления между слоями в движущейся жидкости; в) величиной силы тяжести, действующей на частицы жидкости; г) значением плотности жидкости, текущей по трубе.
34. Кинематическую вязкость жидкости можно определить из соотношения:
а) χ = η + ρ; б) χ = η/ ρ; в) χ = ρ/ η; г) χ = η - ρ.
35. При нахождении коэффициента динамической вязкости жидкости методом падающего шарика используется формула:
а) F = 6πRηU; б) F = 10πRηU; в) F = 6πRη / U; г) F = 6πR + ηU.
Модуль 2 Перечень вопросов, на основе которых составлены тестовые задания:
1. объемные насосы.
2. Динамические насосы
3. Гидравлический привод
4. Пневмоавтоматика.
Тесты
1. Объёмная подача насоса определяется по формуле: а) Qv = V/τ б) Qv = V · τ в) Qv = u + S г) Qv = V + τ.
2. Полезная мощность насоса определяется по формуле:
а) Мп = ρgQH; б) Рп = ρgQH в) Nп = ρg - QH г) Nп = ρg/QH д) Nп = ρgQH
3. К динамическим насосам относятся:
а) центробежные, осевые, диафрагменные, вихревые, плунжерные; б) лопастные, вихревые, насосы трения. в) лопастные, поршневые, шестерённые, струйные; г) центробежные, осевые, плунжерные, электробензонасосы.
4. Электробензонасосы используются:
а) в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания (двс); б) в системах питания инжекторных двигателей); в) в системах смазки карбюраторных двигателей; г) в системах гидроусилителя руля легкового автомобиля.
5. Система гидропривода для поднятия кузова автомобиля включает в себя: а) бак с бензином, динамический насос, систему цилиндров(телескопических), гидролинию, золотник распределитель, перепускной клапан, рычаг переключения; б) объёмный насос, бак с маслом, систему цилиндров(телескопических), гидролинию, золотник распределитель, перепускной клапан, рычаг переключения; в) бак с маслом, электродвигатель, систему цилиндров(телескопических), гидролинию, золотник распределитель, перепускной клапан, рычаг переключения; г) гидромотор, электродвигатель, систему цилиндров(телескопических), гидролинию, золотник распределитель, перепускной клапан, рычаг переключения.
6. Гидротрансформатор отличается от гидромуфты:
а) отсутствием третьего колеса между насосным и турбинным колёсами; б) наличием третьего колеса между насосным и турбинным колёсами; в) наличием специального рычага, передающего движение от насосного колеса к турбинному; г) наличием специальной шестерни между турбинным и насосным колёсами; д) отсутствием выпускного клапана.
7. В системах смазки автомобилей используют: а) центробежные насосы; б) диафрагменные и плунжерные насосы; в) шестерёнчатые насосы; г) струйные насосы.
8. В системах охлаждения автомобилей используют: а) центробежные насосы; б) диафрагменные и плунжерные насосы; в) шестерёнчатые насосы; г) струйные насосы.
9. В системах питания автомобилей используют: а) плунжерные, диафрагменные, электробензонасосы, струйные насосы; б) диафрагменные, электробензонасосы, шестерённые насосы, плунжерные насосы; в) диафрагменные, плунжерные, электробензонасосы; г) диафрагменные, плунжерные, центробежные, электробензонасосы.
10. Напор насоса, это:
а) разность удельных энергий жидкости на входе и выходе насоса; б) полная энергия, полученная жидкостью от двигателя насоса; в) кинетическая энергия рабочего органа насоса; г) тепловая энергия, полученная жидкостью от рабочего органа насоса.
11. Вакуумметрическая высота всасывания насоса не может превышать 10 м, из-за того, что: а) силы поверхностного натяжения мешают жидкости двигаться вверх; б) предельное разряжение (вакуум) в рабочей камере насоса составляет (- 1 атм); в) силы тяжести не дают жидкости высоко подниматься; г) силы внутреннего трения не позволяют жидкости подниматься выше 10 м.
12. Какое устройство изображено на рисунке вверху слева:
а) вибронасос; б) гидроклапан гидроусилителя руля КАМАЗА; в) электробензонасос; г) струйный насос.
13. К гидродвигателям относятся: а)гидронасосы и гидротурбины; б) гидромуфты и гидротрансформаторы; в) гидроцилиндры, гидромоторы и гидротурбины; г)электродвигатели и гидроцилиндры.
14. Рисунок какого насоса приведен слева:
а) героторного; б) перистальтического; в) струйного; г) вихревого.
15. Рисунок какого насоса приведен ниже:
а) героторного; б) перистальтического; в) цилиндрического 
г) осевого.
16. Какой насос изображён на фото ниже:
а) роторный; б) пластинчатый; в) диафрагменный; г) шестерённый.
17. Какое устройство изображено на рисунке слева:
а) токарный станок; б) золотниковый гидрораспределитель; в) поршневой насос; г) цилиндр двигателя внутреннего сгорания.
18. Объемный КПД насоса - это:
а) отношение его действительной подачи к теоретической; б) отношение его теоретической подачи к действительной; в) разность его теоретической и действительной подачи; г) отношение суммы его теоретической и действительной подачи к числу оборотов.
19. На рис. ниже изображён:
а) поршень-рейка гидроусилителя руля автомобиля; б) схема винтового насоса в разрезе; в) схема масляного шприца; г) схема героторного насоса.
20. На рис. ниже изображена схема:
а) схема пластинчатого насоса; б) схема радиально-поршневого насоса; в) схема аксиально-поршневого насоса; г) схема роторного двигателя.
21. На рисунке ниже дана схема:
а) плунжерного насоса; б) редукционного клапана; в) поршневого насоса;г) гидрораспределителя.
22. На рисунке ниже изображены:
а) гидроаккумуляторы; б) гидрофильтры; в) гидробаки; г) мультипликаторы.
23. На рис. ниже дано обозначение:
а) регулируемого гидродвигателя; б) регулируемого пневмодвигателя; в) нереверсивного нерегулируемого пневмодвигателя; г) реверсивного нерегулируемого гидродвигателя.
24. На рис.ниже изображено условное обозначение:
а) гидрораспределителя; б) регулируемого гидродросселя; в) нерегулируемого гидроклапана; г) гидрофильтра.
