ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
|
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА»
Направление подготовки: 151000 «Технологические машины и
оборудование»
Профили подготовки: «Металлургические машины и оборудование»
«Оборудование нефтегазопереработки»
«Технологические машины и оборудование для
разработки торфяных месторождений»
«Технологические процессы в машиностроении»
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Составитель: проф.
Санкт-Петербург
2012
1. цель и задачи дисциплины
В соответствии с квалификационной характеристикой специальности бакалавр должен четко представлять физические свойства жидкостей и газов, общие законы гидромеханики и фундаментальные прикладные задачи, наиболее актуальные для машиностроения.
Цель преподавания дисциплины:
- овладение студентами знаниями законов гидромеханики и умение применять эти законы на практике;
- понимание студентами гидромеханических процессов, происходящих в технологическом оборудовании,
- умение составлять и решать основные уравнения гидромеханики применительно к типовым инженерным задачам данной специальности;
Задачами изучаемой дисциплины является:
- формирование у студентов навыков проведения инженерного эксперимента;
- получение представлений об истинном, наблюдаемом в опытах, характере реальных гидромеханических явлений;
- изучение современных инженерных методов гидромеханических расчетов;
- выработка методики решения инженерных задач, в том числе при самостоятельной работе;
- приобретение студентами навыков, необходимых для изучения последующих специальных дисциплин, выполнения курсовых работ, дипломного проектирования и дальнейшей профессиональной деятельности.
Программа изучения дисциплины должна обеспечить приобретение знаний, умений и навыков в соответствии с государственным образовательным стандартом.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Математический и естественнонаучный цикл. Для успешного освоения курса студент должен освоить программы математики и физики.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
Универсальные:
- обобщать, анализировать, воспринимать информацию, ставить цели и выбирать пути их достижения (ОК–1);
- быть готовым к категориальному видению мира, уметь дифференцировать различные формы его освоения (ОК-2);
- логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-3);
- быть готовым к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-4);
- вести переговоры, устанавливать контакты, улаживать конфликты (ОК-5);
- проявлять инициативу, находить организационно-управленческие решения и нести за них ответственность (ОК-6);
- использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-7);
- осуществлять свою деятельность в различных сферах общественной жизни на основе принятых в обществе моральных и правовых норм (ОК-8);
- стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-9);
- уметь критически оценивать свои личностные качества, намечать пути и выбирать средства развития достоинств и устранения недостатков (ОК-10);
- осознавать социальную значимость своей будущей профессии, иметь высокую мотивацию к выполнению профессиональной деятельности (ОК-11);
- критически осмысливать накопленный опыт, изменять при необходимости профиль своей профессиональной деятельности (ОК–12);
- использовать основные положения и методы социальных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач (ОК-13);
- анализировать мировоззренческие, социально и личностно значимые проблемы, самостоятельно формировать и отстаивать собственные мировоззренческие позиции (ОК-14);
- понимать и анализировать экономические проблемы и процессы, быть активным субъектом экономической деятельности (ОК-15);
- понимать многообразие социальных, культурных, этнических, религиозных ценностей и различий, форм современной культуры, средств и способов культурных коммуникаций (ОК-16);
- осознавать ценность российской культуры, ее место во всемирной культуре, уважительно и бережно относиться к историческому наследию и культурным традициям (ОК-17);
- быть готовым к социальному взаимодействию в различных сферах общественной жизни, к сотрудничеству и толерантности (ОК-18);
- быть готовым к реализации прав и соблюдению обязанностей гражданина, к граждански взвешенному и ответственному поведению (ОК-19);
- адаптироваться к новым экономическим, социальным, политическим, культурным ситуациям, изменениям содержания социальной и профессиональной деятельности (ОК-20);
- владеть одним из иностранных языков на уровне, достаточном для изучения зарубежного опыта в профессиональной деятельности, а также для осуществления контактов на элементарном уровне (ОК-21);
- владеть средствами самостоятельного, методически правильного использования методов физического воспитания и укрепления здоровья, готовность к достижению должного уровня физической подготовленности для обеспечения полноценной социальной и профессиональной деятельности (ОК-22).
Профессиональные:
- самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ПК-1);
- использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);
- понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ПК-3);
- владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, работать с компьютером как средством управления информацией (ПК-4);
- составлять и оформлять научно-техническую и служебную документацию (ПК-5);
- применять процессный подход в практической деятельности, сочетать теорию и практику (ПК-6);
- применять в практической деятельности принципы рационального использования природных ресурсов и защиты окружающей среды (ПК-10);
- обоснованно применять методы метрологии и стандартизации (ПК-11).
В результате изучения дисциплины студент должен:
- освоить навыки проведения инженерного эксперимента;
- получить представление об истинном, наблюдаемом в опытах, характере реальных гидромеханических явлений;
- изучить современные инженерные методы гидромеханических расчетов;
- знать методики решения инженерных задач;
-иметь навыки, необходимые для изучения последующих специальных дисциплин, выполнения курсовых работ, дипломного проектирования и дальнейшей профессиональной деятельности.
4. Объем дисциплины и виды учебной нагрузки
Общая трудоемкость дисциплины составляет 108 часа; 3,1 зачетных единицы
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
3 | 4 | 5 | 6 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 68 | 68 | |||
В том числе: | - | - | - | - | - |
Лекции | 34 | - | - | 34 | - |
Лабораторные работы | 17 | - | - | 17 | - |
Практические занятия | 17 | - | - | 17 | - |
Самостоятельная работа (всего) | 40 | - | - | 40 | - |
В том числе: | - | - | - | - | - |
Подготовка к лабораторным работам | 10 | - | - | 10 | |
Расчетно-графические и контрольные работы | 20 | - | - | 20 | - |
Реферат | - | - | - | - | - |
Подготовка к практическим занятиям | 10 | - | - | 10 | - |
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | - | - | - | экзамен | - |
Общая трудоемкость, час зач. ед. | 108 | - | - | 108 | - |
3,1 | - | - | 3,1 | - |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела дисциплины |
1 | Введение в дисциплину. Общие понятия и определения. | Предмет «Механика жидкости и газов» и его значение для специальности. Общепринятые условные обозначения параметров и физических величин. Общее представление о жидкостях и их свойствах. Основные характеристики движения жидкостей. |
Продолжение таблицы
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела дисциплины |
2 | Гидростатика. Основы теории и прикладные задачи. | Дифференциальное уравнение равновесия Эйлера. Основной закон гидростатики. Уравнение поверхности уровня. Гидростатическое давление в точке. Закон Паскаля и геометрическая форма поверхности уровня. Прикладные задачи гидростатики. Сила давления на дно и стенки сосуда. Гидростатические машины. Устройства и приборы для измерения давления и уровней жидкостей в резервуарах. |
3 | Гидродинамика. Основы теории и прикладные задачи. | Дифференциальное уравнение неразрывности потока. Дифференциальные уравнения движения жидкости Навье-Стокса и Эйлера. Уравнение Бернулли. Течение ньютоновских жидкостей в трубах. Течение неньютоновских жидкостей в трубах. Гидравлическое сопротивление трубопровода. Расчет трубопроводов для транспорта ньютоновских и неньютоновских жидкостей. Расчет газопроводов. Принципы моделирования гидродинамических процессов. Основы метода обобщенных переменных. Движение твердых тел в жидкостях. |
4 | Оборудование для транспорта жидкостей и газов | Классификация и основные параметры насосов. Объемные насосы. Динамические насосы. Вакуум-насосы. Насосы для магистрального транспорта нефти |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | №№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | |||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
1 | Гидро – и пневмопривод | × | × | × | × |
2 | Подъемные и транспортные технологические машины и установки | × | × | × | × |
3 | Насосы, компрессоры и коррозионная защита оборудования. | × | × | × | × |
5.3 Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекции | Лаборат. работы | Самост. работа | Практ. занятия | Всего часов |
1 | Введение в дисциплину. Общие понятия и определения. | 1 | 1 | 2 | 1 | 5 |
2 | Гидростатика. Основы теории и прикладные задачи. | 10 | 5 | 8 | 5 | 28 |
3 | Гидродинамика. Основы теории и прикладные задачи. | 16 | 8 | 10 | 8 | 42 |
4 | Оборудование для транспорта жидкостей и газов | 7 | 3 | 20 | 3 | 33 |
6. Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудоемкость, час. |
1 | 1 | Лабораторное занятие 1. Изучение принципа действия ротационного и капиллярного вискозиметров. | 2 |
2 | 1, 2 | Лабораторное занятие 2. Определение вязкости ньютоновской и неньютоновской жидкостей. | 2 |
3 | 1, 3 | Лабораторное занятие 3. Обработка экспериментальных данных по определению вязкости жидкостей. | 2 |
4 | 2, 4 | Лабораторное занятие 4. Измерение потерь напора по длине трубопровода. | 2 |
5 | 3, 4 | Лабораторное занятие 5. Изучение конструкции насосов центробежного и объемного типов. | 2 |
6 | 2, 3, 4 | Лабораторное занятие 6. Экспериментальное построение характеристики центробежного насоса. | 2 |
7 | 3, 4 | Лабораторное занятие 7. Обработка экспериментальных данных по данным лабораторного занятия 5. | 2 |
8 | 4 | Лабораторное занятие 8. Изучение конструкции поршневого компрессора. Защита лабораторных работ. | 3 |
7. Практические занятия
№ пп. | № раздела дисциплины | Темы занятий |
1 | Практическое занятие 1. Свойства жидкостей и газов | |
2 | Практическое занятие 2. Гидростатика. Гидростатическое давление. Эпюры давления. Самостоятельная работа. | |
3 | Практическое занятие 3. Гидродинамика. Уравнение Бернулли. Задачи и упражнения. | |
4 | Практическое занятие 4. Уравнение количества движения жидкости. Задачи и упражнения. | |
5 | Практическое занятие 5.Истечение жидкости и газа через насадки. Сопло Лаваля. | |
6 | Практическое занятие 6. Формирование струи гидромонитора. Дальность боя струи. Задачи и упражнения. | |
7 | Практическое занятие 7. Контрольная работа. | |
8 | Практическое занятие 8. Подготовка к экзамену. |
8. Курсовой проект (работа) – не предусмотрен календарным планом.
9. Самостоятельная работа студента – 40 часов
Подготовка к лабораторным и практическим занятиям, выполнение расчетно-графических и контрольных работ. Оформление отчётов и защита их. Подготовка к экзамену. Работа с учебно-методической и справочной литературой. Углубленное изучение разделов курса.
10. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) литература основная:
1. , Маховиков . Учебник / Санкт-Петербургский горный институт. СПб, 2001. – 254 с.
2. Ю Гидромеханика. Основы классической теории. – М.: Издательство «Дорфа», 20с.
3. , Каркашадзе : Учебник для вузов. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 20с.
б) литература дополнительная:
1. , , Рябинин . Изд-во МГТУ им. Баумана, 20с.
2. . Сборник задач по гидравлике и гидроприводу: Учеб. пособие. 2-е изд. перераб. и дополн. / , , - СПб, СПГГИ, 20с.
3. , Свиридов в механику жидкости.- М.: Издательство МЭИ, 2001. – 257 с.
Microsoft Windows XP, Microsoft Office, MathCad 8. Универпсальная система автоматизированного проектирования КОМПАС-График. Лекционные и практические занятия проводятся в обычной аудитории, оборудованной классной доской. Лабораторные занятия проводятся в специализированных лабораториях (ауд.7101 и 7206), в которых находятся стенды для проведения работ по дисциплине. Желательно совершенствование лабораторных стендов для расширения диапазона исследований.
11. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Стенды специализированных лабораторий по гидравлике и лопастным гидромашинам, компьютерный класс, оборудованный ПЭВМ.
12. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
На лекциях при изложении материала следует пользоваться иллюстративным материалом, содержащим основные математические формулы, методы и алгоритмы. Посредством разборов задач следует добиваться понимания студентами сути и прикладной значимости решаемых задач.
В течение преподавания дисциплины «Механика жидкости и газа» в качестве форм текущей аттестации студентов используются такие формы, как защиты лабораторных и расчетно-графических работ, а также успешное решение контрольных заданий.
Разработчик: профессор
