Программа обучения (syllabus) по дисциплине «Механика жидкости и газа»


Скачать 172.72 Kb.
НазваниеПрограмма обучения (syllabus) по дисциплине «Механика жидкости и газа»
Дата публикации26.03.2013
Размер172.72 Kb.
ТипПрограмма
referatdb.ru > Физика > Программа


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ




Кафедра тепловых энергетических установок
ПОГРАММА ОБУЧЕНИЯ (SYLLABUS)

по дисциплине «Механика жидкости и газа»


Специальность: 5В070200 – Автоматизация и управление
Учебный год 3

Семестр 4

Всего: 2 кредита

Общее количество часов 135 часов

Лекции - 1,5 кредит

Лабораторные занятия - 0,5 кредита

СРС - 45 ч

СРСП - 45 ч

Экзамен - 4 семестр

Алматы 2012

Программа обучения (SYLLABUS) по дисциплине «Механика жидкости и газа» составлена Тумановым Мусакулом Елегеновичем , доцентом кафедры Тепловых энергетических установок на основе типовой программы дисциплины и рабочего учебного плана для специальности 5В071700 – Теплоэнергетика.

Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры «Тепловых энергетических установок»

Протокол № ____ "_____" _________________ 2012 г.
Зав.кафедрой _______________ А.А. Кибарин


^ Сведения о преподавателе:

Туманов Мусакул Елегенович, кандидат технических наук, доцент кафедры Тепловые энергетические установки. В 1981 г. закончил Казахский гос.университет по специальности Механика. Общий научно-педагогический стаж – 28 лет. Курс «Механика жидкости и газа» читает с 2009 г.


Кафедра «Тепловые энергетические установки»

г.Алматы, ул.Байтурсынова 126, корпус А, к. А118, специализированная лаборатория для проведения лабораторных занятий А305

тел. 292-78-98
СОДЕРЖАНИЕ


1. Предисловие

1.1 Цель преподавания дисциплины

1.2 Задачи изучения дисциплины

1.3 Предварительные обязательные курсы (пререквизиты)
2. Система оценки знаний студентов
3. Содержание дисциплины

3.1 Рабочие программы лекционного курса и СРС

3.2 План практических занятий

3.3 Календарный план лабораторных занятий

3.4 График выполнения СРС
4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

4.1 Список рекомендуемой литературы

4.2 Вопросы для проведения контроля по модулям и

промежуточной аттестации (экзамен)


4

4

4

4
5
5

5

8

8

9
9

9

9




  1. Предисловие


Цель преподавания дисциплины. Предметом "Механики жидкости и газа" является модель сплошной текучей среды с приписываемыми ей физическими свойствами, отражающими структуру среды и происходящие в ней внутренние движения материи.

Особенностями сплошной текучей среды является непрерывность распределения физических свойств и характеристик движения, легкая подвижность. Кроме того, сплошная текучая среда обладает вещественными свойствами, такими как молекулярный вес, плотность среды, концентрация примесей в многокомпонентных и многофазных смесях жидкостей, газов и твёрдых частиц, температура и теплоёмкость среды, сжимаемость газов, электропроводность, магнитная проницаемость и другие физические свойства. В движущейся и неоднородно распределённой среде проявляются такие её свойства, как вязкость, теплопроводность, температуропроводность, диффузия.

"Механика жидкости и газа" рассматривает стационарные состояния среды – статика. Описывает движение среды безотносительно к тому, какие динамические условия вызывают и поддерживают данное движение – кинематика. Динамика рассматривает движение среды под действием внешних и внутренних сил, взаимодействие среды с твёрдыми телами как при внешнем их обтекании (внешняя задача), так и при течении внутри замкнутого пространства (внутренняя задача).

В курсе "Механики жидкости и газа" студенты должны получить знания, которые станут базой для изучения таких разделов теплоэнергетики, как топочные процессы, процессы генерации пара в котле, работа турбины и насосов, передача пара и жидкости по трубопроводам, работа газовоздушного тракта электростанций, т.е. процессов, связанных с хранением и транспортировкой жидкостей и газов, преобразованием кинетической и потенциальной энергии среды в механическую и электрическую энергию.

Таким образом, знание основ механики жидкости и газа является неотъемлемой частью образования инженера теплоэнергетика.

^ Задачи изучения дисциплины. Основной задачей изучения данной дисциплины является интенсивное обучение студентов основным теоретическим положениям МЖГ, инженерным расчётам течения среды применительно к внешним и внутренним задачам, умению правильно оценить и выбрать конкретное оборудование, необходимое в технологическом теплоэнергетическом процессе.

^ Предварительные обязательные курсы (пререквизиты). Высшая математика, Физика, Теоретическая механика, Техническая термодинамика.

2. Система оценки знаний студентов
Экзаменационная оценка по дисциплине "Механика жидкости и газа" определяется как среднеарифметическая текущих оценок в семестре, умноженная на коэффициент 0,6, плюс экзаменационная оценка, умноженная на коэффициент 0,4 и составляет 100 %, то есть итоговая оценка определяется по формуле:

,

где Т1, Т2, …, Тп – процентное содержание оценок за лабораторные работы, РГР, курсовую работу, контрольную работу;

Э – процентное содержание экзаменационной оценки.

Поэтому для корректности подсчёта итоговой оценки необходимо оценивать знания обучающегося в процентах от 0 до 100 %.

Знания, умения и навыки студентов оцениваются по следующей системе:

Оценка по буквенной системе

Цифровой эквивалент баллов

Процентное содержание

Оценка по традиционной системе

А

4,0

95-100

Отлично

А-

3,67

90-94

В+

3,33

85-89

Хорошо

В

3,0

80-84

В-

2,67

75-79

С+

2,33

70-74

Удовлетворительно

С

2,0

65-69

С-

1,67

60-64

D+

1,33

55-59

D

1,0

50-54

F

0

0-49

Неудовлетворительно


^ 3. Содержание дисциплины

Рабочая программа лекционного курса и СРС



Содержание дисциплины

Количество часов

Неделя

Лекции

СРС

Модуль 1

1

Введение. Предмет и метод механики жидкости и газа. Определение понятия жидкости. Основные свойства жидкости и газа: плотность, удельный вес, сжимаемость, температурное расширение жидкости. Вязкость жидкости и закон вязкого трения Ньютона. Вискозиметр. Связь между условной и кинематической вязкостью. Поверхностное натяжение. Смачиваемость. Капиллярные свойства жидкости. Силы, действующие в жидкости. Давление.

2

4

1

2

Гидростатика. Понятие о гидростатическом давлении. Его свойства. Основные уравнения гидростатики. Поверхности равного уровня. Потенциальное поле. Величина гидростатического давления. Закон Паскаля. Сообщающиеся сосуды. Равновесие несжимаемой жидкости в поле массовых сил. Пьезометрическая высота. Потенциальная энергия покоящейся жидкости.

2

4

2

3

Гидростатическое давление, действующее на плоскую стенку. Величина и положение центра давления. Давление на горизонтальную плоскую пластину. Сила гидростатического давления. Действующая на вертикальную пластину. Силы гидростатического давления, действующие на цилиндрические поверхности. Закон Архимеда. Равновесие плавающих тел.

2

10

3

4

Кинематика жидкости и газа. Основные аналитические методы исследования движения жидкости. Средние скорости. Ускорение. Локальная и конвективная составляющие ускорения. Линия тока, траектория. Трубка тока, струя. Расход жидкости. Уравнения Эйлера движения идеальной жидкости. Смысл прямых и косых производных. Три основных движения жидкости. Вихревое и потенциальное течение.

2

4

4

5

Уравнения неразрывности для установившегося движения. Интеграл Бернулли для линии тока. Интеграл Бернулли для струйки реальной жидкости. Геометрическая интерпретация уравнения Бернулли. Неравномерность распределения скоростей в потоке. Уравнение Бернулли для целого потока реальной жидкости. Уравнение изменения количества движения. Уравнения движения вязкой несжимаемой жидкости (Стокса)

2

10

5

6

Режимы движения жидкости. Опыты Рейнольдса. Мгновенная скорость. Осредненные и пульсационные скорости. Их свойства. Уравнения осредненного турбулентного движения вязкой жидкости (Рейнольдса). Гидродинамическое подобие и моделирование. Критерии подобия.

2

10

6

Модуль 2

7

Распределение осредненных скоростей по сечениям потока. Движение в трубах. Гладкие и шероховатые трубы. Потеря напора по длине. Формула Вейсбаха-Дарси. Коэффициент гидравлического трения. Потери напора по длине для квадратичной области сопротивления. Формула Шези. Модуль расхода. Гидравлический расчёт трубопроводов. Типы трубопроводов. Расчёт простого трубопровода.

2

8

7

8

Местные гидравлические сопротивления в трубопроводах. Физический смысл местных сопротивлений. Резкое расширение трубопровода. Формула Борда. Сужение трубопровода. Другие типы местных сопротивлений. Расчёт трубопроводов при последовательном соединении труб.

2

10

8

9

Расчёт длинных трубопроводов в квадратичной области сопротивления. Неквадратичная область. Расчёт сложных трубопроводов. Сифон. Потери напора в случае непрерывной раздачи. Понятие о замкнутых трубопроводах. Течение газа по трубам с малым перепадом давления. Течение газа по трубам с большим перепадом давления.

2

10

10

10

Истечение жидкости из отверстий. Истечение из малого отверстия в тонкой стенке. Траектория струи. Истечение под уровень. Измерительные диафрагмы. Истечение из больших отверстий. Истечение жидкости из различных насадках при большом напоре. Внешний круглоцилиндрический насадок. Внутренний насадок.

2

8

12

11

Обтекание твёрдых тел. Понятие о лобовом сопротивлении, подъемной и поперечной силах. Ламинарный пограничный слой. Тепловой и диффузионный пограничные слои. Характеристики пограничного слоя: толщина вытеснения и толщина потери импульса. Уравнения ламинарного пограничного слоя. Переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный.

2

6

14

12

Понятие о двухфазных потоках и их характеристиках. Транспорт потоком твердых частиц. Взвешивающая предельная скорость. Структуры газо-жидкостных смесей в трубах. Скорость витания частиц в вертикальной трубе. Сопротивление трубопроводов при пневмотранспорте.

2

6

15

Итого: 24 90



^ 3.2 Календарный план лабораторных занятий



Содержание лабораторных работ

Количество часов

Неделя

1

Определение формы свободной поверхности жидкости во вращающемся цилиндрическом сосуде

4

1-2

2

Исследование уравнения Бернулли

4

3-4

3

Определение потерь давления на местных сопротивлениях

4

5-6

4

Определение потерь давления на трение в круглой трубе.

4

7-8

Итого 16 часов


^ 3.3 График выполнения СРС



Этап

Неделя

1

Выдача задания курсовой работы

3

2

Консультация № 1

5

3

Консультация № 2

8

4

Консультация № 3

10

5

Сдача СРС

12

6

Защита курсовой работы

14


^ 4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

4.1 Список рекомендуемой литературы

4.1.1 Основная литература

1. Соколов А.И. Механика жидкости и газа. Учебное пособие. – Алматы:

АИЭС, 2009. – 314 с.

2. Сборник задач по машиностроительной гидравлике./ Под ред.

Куколевского И.И. и Подвидза Л.Г. –Москва: "Машиностроение", 1981.

– 464 с.

3. Примеры расчётов по гидравлике. Учеб. Пособие для вузов/ Под ред.

А.Д. Альтшуля. – М.: Стройиздат, 1977. – 255 с.

4. Нурекен Е.Н. Механика жидкости и газа. Методические указания к

выполнению лабораторных работ. – Алматы: АИЭС, 2006. – 31 с.
4.1.2 Дополнительная литература

  1. Дейч М.Е., Зарянкина Л.Е. Гидрогазодинамика. – М.: Энергоиздат, 1984. – 384 с.

  2. Емцов В.Т. Техническая гидромеханика. – М.: Машиностроение, 1987. – 438 с.

  3. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1978. – 736 с.

4. Альтшуль А.Д., Животовский Л.С., Иванов Л.П. Гидродинамика и

аэродинамика. Учеб. Для вузов. – М.: Стройиздат, 1987. – 414 с.

5. Повх Н.Л. Техническая гидродинамика. – Л.: Машиностроение, 1976. –

504 с.

6. Чугаев Р.Р. Гидравлика. Учебник для вузов. – Л.: Энергия, 1975. – 600 с.
^ 4.2 Вопросы для проведения контроля по модулям и промежуточной аттестации (экзамен)
1. Плотность и удельный объём. Связь между плотностью и молекулярным весом.

2. Газовые смеси.

3. Сжимаемость и температурное расширение жидкостей и газов.

4. Вязкость. Закон вязкого трения Ньютона. Методы и приборы для определения вязкости жидкости.

5. Поверхностное натяжение жидкости.

6. Смачиваемость.

7. Скорость и ускорение жидкой частицы.

8. Вращательное движение жидкой частицы.

9. Линии тока, трубки тока, траектории.

10. Три вида движения жидкой частицы. Тензор скоростей деформаций.

11. Вихревое движение жидкости.

12. Потенциальное движение жидкости.

13. Силы, действующие в потоке жидкости. Тензор напряжений.

14. Понятие идеальной жидкости. Тензор напряжений для потока идеальной жидкости.

15. Уравнение Эйлера движения идеальной жидкости.

16. Уравнения Эйлера в форме Громека-Лемба.

17. Уравнение неразрывности.

18. Интеграл Бернулли для линии тока.

19. Геометрическая интерпретация уравнения Бернулли для потока идеальной жидкости.

20. Трубка Прандтля.

21. Расходомер типа трубы Вентури.

22. Явление кавитации. Кавитационные трубы.

23. Уравнения Эйлера покоящейся жидкости. Потенциальная функция.

24. Равновесие жидкости, находящейся под действием силы тяжести.

25. Пьезометрическая высота.

26. Сообщающиеся сосуды.

27. Относительное равновесие жидкости при поступательном движении.

28. Относительное равновесие жидкости при равномерном вращении.

29. Давление жидкости на плоские поверхности (общий случай).

30. Давление жидкости на плоские поверхности (определение силы давления с помощью эпюр давления).

31. Давление жидкости на цилиндрические поверхности. Положительное и отрицательное тело давления.

32. Закон Архимеда.

33. Давление в движущейся реальной жидкости.

34. Обобщённый закон Ньютона.

35. Уравнение Навье-Стокса (вывод).

36. Уравнение Бернулли для струйки реальной жидкости. Геометрическая интерпретация уравнения Бернулли для струйки реальной жидкости.

37. Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости.

38. Уравнения изменения количества движения.

39. Законы подобия для потоков вязкой несжимаемой жидкости. Вывод безразмерных уравнений Навье-Стокса.

40. Критерии подобия для потоков вязкой несжимаемой жидкости.

41. Аэродинамические трубы.

42. Режимы течения жидкости. Опыты Рейнольдса.

43. Мгновенная скорость. Пульсационные составляющие мгновенной скорости. Осреднение скорости.

44. Уравнения Рейнольдса осреднённого турбулентного движения вязкой жидкости (вывод).

45. Закон вязкого трения Ньютона для турбулентного движения вязкой жидкости. Тензор турбулентных напряжений.

46. Основное уравнение установившегося равномерного движения жидкости в трубах.

47. Закон внутреннего трения в ламинарных потоках.

48. Распределение скоростей по сечению потока в круглой трубе при ламинарном течении жидкости.

49. Формулы Пуазейля и Вейсбаха-Дарси.

50. Турбулентные касательные напряжения в осреднённом потоке.

51. Распределение скоростей в турбулентном потоке.

52. Потери напора по длине трубы при движении жидкости. Закон сопротивления шероховатых труб (график Никурадзе).

53. Местные гидравлические сопротивления (общие определения, примеры).

54. Потери напора при резком расширении потока.

55. Резкое сужение трубопровода. Потери напора.

56. Потери напора при повороте трубы и в сетках.

57. Типы трубопроводов.

58. Расчёт простых трубопроводов.

59. Основные задачи расчёта трубопроводов.

60. Последовательное соединение труб.

61. Расчёт длинных трубопроводов в квадратичной области сопротивления.

62. Расчёт трубопроводов в неквадратичной области сопротивления.

63. Сифон. Максимальный вакуум в сифоне.

64. Расчёт трубопроводов при параллельном соединении труб.

65. Потери напора в трубе при непрерывной раздаче.

66. Движение газа в трубопроводах.

67. Истечение жидкости из малых отверстий в тонкой стенке при постоянном напоре.

68. Характер сжатия струи.

69. Траектория струи, вытекающей из малого отверстия.

70. Истечение через малое отверстие под уровень при постоянном напоре.

71. Истечение жидкости через большие отверстия.

72. Истечение жидкости через насадки при постоянном напоре (общие понятия).

73. Истечение жидкости через внешний цилиндрический насадок.

74. Величина вакуума во внешнем цилиндрическом насадке.

75. Истечение жидкости через отверстия и насадки при переменном напоре.

76. Свободная незатопленная струя. Взаимодействие струи с твёрдой поверхностью.

77. Пограничный слой (общие понятия). Толщина пограничного слоя.

78. Пограничный слой: толщина пограничного слоя, толщина вытеснения, толщина потери импульса.

79. Уравнения ламинарного пограничного слоя (уравнения Прандтля).

80. Уравнения ламинарного пограничного слоя (Прандтля) в безразмерном виде.

81. Отрыв пограничного слоя. Меры для предотвращения отрыва пограничного слоя.

82. Турбулентный пограничный слой (общие понятия, структура).

83. Пограничный слой на пластине и допустимая величина шероховатости пластины.

84. Силы, действующие на тело произвольной формы в потоке жидкости.

85. Свободная турбулентность (общие понятия).

86. Свободная затопленная струя и её характеристики.

87. Двухфазные течения (общие понятия).

88. Классификация двухфазных течений жидкость-газ.



Похожие рефераты:

Программа обучения (syllabus) по дисциплине «Механика жидкости и газа»
Программа обучения (syllabus) по дисциплине «Механика жидкости и газа» составлена Тумановым Мусакулом Елегеновичем, доцентом кафедры...
Титульный лист программы обучения по дисциплине (Syllabus) Форма
«Механика жидкости и газа» для студентов специальности 5В071700 «Теплоэнергетика»
Титульный лист программы обучения по дисциплине (Syllabus) Форма
«Механика жидкости и газа» для студентов специальности 5B071700 «Теплоэнергетика»
«Механика жидкости и газа»
Разработан на основании Государственного общеобязательного стандарта высшего образования специальности 050717 «Теплоэнергетика» госо...
Методические указания по изучению дисциплины «Механика жидкости и газа»
Дисциплина «Механика жидкости и газа» является общеобязательной дисциплиной, утверждённой Республиканским учебно-методическим советом...
Методические указания к контрольной работе по дисциплине «Механика жидкости и газа»
Инженеру теплоэнергетику, работающему в области двс, турбин, компрессоров или теплообменных аппаратов, необходимо уметь конструировать...
Учебно-методический комплекс дисциплины «механика жидкости и газа»
Вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) частиц жидкости
Методические указания и контрольные задания по курсу “Механика жидкости...
В начале изучаются темы равновесия как “капельной жидкости”, так и “сжимаемой жидкости”- газа. В последующем рассматриваются законы...
Вопросы к экзамену по курсу "Механика жидкости и газа"
Уравнение неразрывности для элементарной струйки и потока жидкости при установившемся движении 88
Экзаменационные вопросы по дисциплине "Механика жидкости и газа" для студентов (тгсв заочники)
Уравнение Бернулли для газов. Изотермический, адиабатический, политропной процессы

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
referatdb.ru
referatdb.ru
Рефераты ДатаБаза