Гидравлика

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

УТВЕРЖДАЮ:

Декан электроэнергетического факультета

Атанов

___________________________2010 г.

ГИДРАВЛИКА

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ

110301.65 – МЕХАНИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

г. Ставрополь

2010

Рабочая программа по дисциплине ''Гидравлика'' рассмотрена и утверждена методической комиссией электроэнергетического факультета

( протокол № от _________________ 2010 г.)

Данные по рабочему учебному плану: час. зачет. ед.

Трудоемкость по ГОССТАНДАРТУ - 120 3,3

из них:

самостоятельная работа

аудиторные занятия

в том числе:

лекции

лабораторные занятия

Семестр 5

Недель в семестре 16

Часов в неделю 4

Форма контроля:

-текущая – по выполненным самостоятельным и лабораторным работам

-итоговая – экзамен

СОДЕРЖАНИЕ

1. Цель и задачи дисциплины……………………………….. ………………4

1.1. Учебно методический план………………………………………………5

1.2. Содержание дисциплины. Лекционный курс…………………………...5

2. Перечень лабораторных работ……………………………………………11

3. Распределение учебного времени на изучение дисциплины…………...11

4. Перечень специализированного и лабораторного оборудования……..12

5. Распределение времени на самостоятельную работу студентов для

изучения дисциплины………………………………………………………..12

6. Список рекомендуемой литературы……………………………………...13

6.1. Основная………………………………………………………………….13

6.2. Дополнительная………………………………………………………….13

7. Сведения об обеспечении образовательного процесса учебной

литературой по дисциплине………………………………………………..14

8. График самостоятельной работы студентов 3 курса в 5 семестре…….. 15

1. Цель и задачи дисциплины

Цель дисциплины – получение теоретических и практических навыков в области гидравлики и гидравлических машин и овладение инженерными методами расчёта гидромеханизации сельскохозяйственных процессов.

В результате изучения дисциплины студент должен иметь представление:

1)  о круговороте воды в природе;

2)  об экологических последствиях использования водных ресурсов, об экологических проблемах водоснабжения, об агрономических требованиях при дождевании;

3)  об основных направлениях гидромашиностроения (насосы, системы автоматизированного гидропривода).

Студент должен знать:

1)  основные законы гидравлики;

2)  основы теории гидравлических машин, их конструкции, принципы работы и методы их рациональной эксплуатации;

3)  основные принципы работы, элементы конструкции и методы эксплуатации систем гидропривода;

4)  основы сельскохозяйственного водоснабжения и гидромелиорации.

Студент должен уметь:

1)  решать задачи по гидростатике и гидродинамике;

2)  выполнять основные расчёты и анализировать работу гидравлических машин, гидросистем в сельскохозяйственном производстве;

3)  самостоятельно подбирать гидравлическое оборудование, осваивать новую технику, выбирать оптимальные режимы её работы, обеспечивающие качественное выполнение технологических процессов.

Содержание программы соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта ОПД. Ф.03

1.1. УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

№ п/п	Наименование разделов	Всего	В том числе
Лекции	Лабо- раторные	Прак- тические	Семи- нарские	Самостоятельная работа
1.	Гидростатика	18	6	4	-	-	8
2.	Гидродинамика	44	10	12	-	-	22
3.	Гидравлические машины	34	8	6	-	-	20
4.	Гидропривод	14	4	4	-	-	6
5.	Сельскохозяйст- венное водоснабжение и гидромелиорация	8	2	2			4
Итого:	120	30	28	-	-	62

1.2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Лекционный курс

Тема № 1. «Общие сведения о гидравлике. Основные физические свойства жидкости». Время – 2 часа.

Цель лекции: дать понятие о предмете "Гидравлика". Ознакомить с основными физическими свойствами жидкостей.

Содержание лекции:

1.Структура и объём изучаемой дисциплины – 10мин.

2. Роль гидравлики в промышленном и сельскохозяйственном производстве -10 мин.

3. Краткая история развития гидравлики -15 мин.

4. Жидкость, основные понятия и определения – 10мин.

5. Понятие реальной и идеальной жидкости – 10 мин.

6. Основные физические свойства реальной жидкости (удельный вес, плотность, сжимаемость, температурное расширение, вязкость, текучесть, капиллярность, абсорбция) – 45мин.

Тема № 2. «Гидростатика. Равновесие жидкостей». Время - 2часа.

Цель лекции: изложить основные понятия гидростатики. Дать понятие о силе и гидростатическом давлении. Ознакомить с методами и приборами для измерения давления.

Содержание лекции:

1.  Особые физические свойства воды -15 мин.

2.  Силы, действующие на жидкость (массовые, поверхностные) – 5мин.

3.  Гидростатическое давление – 15мин.

4.  Свойства гидростатического давления -10 мин.

5.  Виды гидростатического давления (абсолютное, весовое, манометрическое, вакуумметрическое) – 25 мин.

6.  Методы и приборы для измерения избыточного давления и величины вакуума (пьезометры, манометры, вакуумметры) – 20 мин.

Тема № 3. «Дифференциальные уравнения равновесия жидкости (уравнения Эйлера). Сила гидростатического давления, действующая на плоские поверхности». Время – 2 часа.

Цель лекции: передать студентам знания об силовых расчётах в гидростатике.

Содержание лекции:

1. Дифференциальное уравнение равновесия жидкости (уравнение Эйлера) -25 мин.

2. Основное уравнение гидростатики – 10 мин.

3. Гидростатический напор – 10 мин.

4. Сила гидростатического давления, действующего на дно резервуара, на вертикальную и наклонную поверхности -20 мин.

5. Гидростатический парадокс -10 мин.

6. Аналитический расчёт приложения центра давления -15мин.

Тема № 4. «Основные законы гидростатики». Время – 2 часа.

Цель лекции: передать студентам знание об основных законах гидростатики.

Содержание лекции:

1.  Силы гидростатического давления, действующие на криволинейные поверхности -20 мин.

2.  Эпюры гидростатического давления -10 мин.

3.  Закон Архимеда, основы теории плавания тел – 15мин.

4.  Абсолютный и относительный покой жидких сред (показать на примерах) – 15 мин.

5.  Закон Паскаля – 15 мин.

6.  Закон сообщающихся сосудов - 15.

Тема №5. «Основы гидродинамики». Время – 2 часа.

Цель лекции: ознакомить студентов с основными понятиями гидродинамики.

Содержание лекции:

1.  Модели идеальной (невязкой) жидкости (линии тока, трубка тока, элементарная струйка и её свойства, поток жидкости) -15 мин.

2.  Виды движения жидкости: установившееся, неустановившееся, равномерное, неравномерное, напорное, безнапорное, вихревое, безвихревое -15 мин.

3.  Гидравлические элементы потока (живое сечение, смоченный периметр, гидравлический радиус) -15мин.

4.  Гидравлические характеристики потока (расход, скорость, давление, эпюры распределения скоростей при ламинарном и турбулентном потоках) -20 мин.

5.  Основы кинематики – 25 мин.

Тема №6. «Основное уравнение гидродинамики - уравнение Бернулли».

Время –2 часа.

Цель лекции: ознакомить студентов с уравнением Бернулли

Содержание лекции:

1.  Дифференциальное уравнение движения идеальной жидкости (уравнение Эйлера) – 30 мин.

2.  Уравнения Навье – Стокса – 15 мин.

3.  Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости и установившегося потока реальной жидкости -15 мин..

4.  Геометрическая и энергетическая интерпретации уравнения Бернулли -20 мин.

5.  Уравнение неразрывности движущейся жидкости -10 мин.

Тема №7. «Режимы движения жидкости. Определение потерь напора».

Время –2 часа.

Цель лекции: освоить методику определения потерь напора по длине и на местных сопротивлениях.

Содержание лекции:

1.  Режимы движения жидкости, опыты Рейнольдса. Основные статистичечские характеристики турбулентности -30 мин.

2.  Шероховатость труб – 15 мин.

3.  Потери напора по длине трубопровода. Формула Дарси-Вейсбаха – 15 мин.

4.  Опыты Никурадзе. Формулы для определения коэффициента Дарси для ламинарного и турбулентного режимов движения жидкости -20 мин.

5.  Местные гидравлические сопротивления. Определение коэффициентов потерь. Формула Вейсбаха -10 мин.

Тема №8. «Расчёты трубопроводных систем». Время –2 часа.

Цель лекции: ознакомить студентов с принципами и методикой расчёта трубопроводов. Дать понятие о гидравлическом ударе и методам его предотвращения.

Содержание лекции:

1.  Гидравлический расчёт короткого трубопровода -25 мин.

2.  Формула Шези. Модуль расхода и модуль скорости -20мин.

3.  Гидравлический расчёт длинных трубопроводов при последовательном и параллельном соединении -25 мин.

4.  Гидравлический удар в трубопроводе – 20 мин.

Тема №9. «Истечение жидкостей из отверстий и насадок. Гидравлические струи. Движение жидкостей в каналах и безнапорных трубопроводах. Понятие о фильтрации». Время – 2 часа.

Цель лекции: дать понятие об истечении жидкости из отверстий и насадок. Формирование гидравлических струй. Привести методику расчёта каналов и водопроводов и фильтрационных потоков.

Содержание лекции:

1.  Истечение жидкостей из отверстий и насадок – 30 мин.

2.  Опорожнение резервуаров – 15 мин.

3.  Гидравлические струи. Давление струи на твёрдые поверхности – 15 мин.

4.  Движение жидкости в каналах и безнапорных трубопроводах – 20 мин.

5.  Понятие о фильтрации. Фильтрационные потоки – 15 мин.

Тема № 10 «Гидравлические машины. Динамические насосы».

Время –2 часа

Цель лекции: ознакомление студентов с основными характеристиками, параметрами и маркировкой насосов.

Содержание лекции:

1. Классификация лопастных насосов по принципу действия, по напору, мощности – 15 мин.

2.  Центробежные насосы типа «К» и «КМ» - 15 мин.

3.  Центробежные насосы с двухсторонним входом жидкости на рабочее колесо типа «Д» - 15 мин.

4.  Центробежные вертикальные насосы – 10 мин.

5.  Многоступенчатые центробежные насосы – 15 мин.

6.  Скважные насосы – 10 мин.

7.  Осевые насосы – 10 мин.

Тема №11 «Основные технические параметры насосов». Время – 2 часа.

Цель лекции: передать знание об основных технико-эксплуатационных характеристиках насосного оборудования.

Содержание лекции:

1.  Полный напор и подача центробежного насоса – 20 мин.

2.  Полезная (эффективная) мощность насоса - 10 мин.

3.  Высота всасывания и нагнетания в насосах -15 мин.

4.  КПД насоса – 10 мин.

5.  Основное уравнение центробежных насосов (уравнение Эйлера) -20 мин.

6.  Общая интегральная форма уравнений количества движения и момента количества движения -15 мин.

Тема № 12. «Работа центробежных насосов на сеть трубопроводов». Время - 2 часа.

Цель лекции: изложить методику расчёта работы насосов на сеть трубопроводов.

Содержание лекции:

1.  Работа центробежных насосов на сеть – 10 мин.

2.  Параллельная работа насосов на сеть - 10 мин.

3.  Последовательная работа насосов на сеть – 10 мин.

4.  Регулирование подачи центробежных насосов (дросселирование, байпасирование) -15мин.

5.  Установление параметров насоса при измерении частоты вращения и диаметра рабочего колеса. Подобие гидромеханических процессов -30 мин.

6.  Выбор типа насоса для конкретного случая – 15 мин.

Тема № 13. «Объёмные гидромашины». Время-2 часа.

Цель лекции: ознакомить студентов с устройством и принципом действия объёмных гидромашин.

Содержание лекции:

1.  Общие сведения об объёмных гидромашинах, их классификация -35 мин.

2.  Основные технико-эксплуатационные характеристики поршневых насосов (подача, неравномерность подачи, напор, высота всасывания индикаторная диаграмма, мощность) – 55 мин.

Тема № 14 « Роторные гидромашины»

Цель лекции: ознакомить студентов с устройством и принципом действия роторных гидромашин.

1.  Роторные насосы, их классификация – 30 мин.

2.  Шестерёнчатый насос - 15мин.

3.  Аксиально-поршневой насос - 15мин.

4.  Радиально-поршневой насос – 15 мин.

5.  Пластинчатые насосы – 15 мин.

Тема № 15. «Основные элементы объёмного гидропривода и гидропередач» Время – 2 часа.

Цель лекции: дать понятие об объёмном гидроприводе. Ознакомить с основными элементами гидропередач и принципами их расчёта.

Содержание лекции:

1. Общие сведения, область применения, классификация гидроприводов -30 мин.

2. Основные элементы гидропривода – 25 мин.

3.  Условное обозначение элементов гидропривода– 25 мин.

4.  Общие сведения о гидродинамических передачах – 15мин.

5.  Принцип работы гидромуфты и гидротрансформатора – 15 мин.

6.  Основные рабочие характеристики гидромуфт и гидротрансформаторов -15 мин.

Тема№16. «Сельскохозяйственное водоснабжение и гидромелиорация». Время – 2 часа

Цель лекции: изложить основные нормативно-технические требования к системам водоснабжения. Ознакомить со способами и техникой полива при орошении.

Содержание лекции:

1.  Современное состояние и перспективы развития водоснабжения – 10 мин.

2.  Нормы водопотребления, качество воды – 10 мин.

3.  Напорно-регулирующие сооружения систем водоснабжения ( водонапорные башни и резервуары, водопроводные сети, водопроводная арматура, узел подготовки воды) – 15 мин.

4.  Экологические требования и охрана водных источников – 10 мин.

5.  Виды мелиорацией и их назначение – 10 мин.

6.  Орошение. Способы и техника полива (дождевание, поверхностный полив, аэрозольное орошение, капельное орошение) – 20 мин.

7.  Дождевальная техника – 15 мин.

2.  Перечень лабораторных работ

Обозначение	Наименование тем	Время, ч
Л – 1	Экспериментальное исследование уравнения Д. Бернулли	4
Л – 2	Определение коэффициента гидравлического трения (коэффициент Дарси)	4
Л – 3	Экспериментальное определение коэффициентов местных сопротивлений при установившемся движении жидкости	4
Л – 4	Исследование режимов движения жидкости	4
Л – 5	Экспериментальное определение коэффициентов истечения жидкости через отверстия и насадки	4
Л – 6	Исследование работы сифона.	4
Л - 7	Устройство и конструктивные особенности различных видов насосов	2
Л – 8	Исследование работы центробежных насосов.	4
Л – 9	Испытание насосов при параллельной и последовательной работе.	4
	Итого	32

3.  Распределение учебного времени на изучение дисциплины

№ п/п	Наименование тем и разделов	Время ( в% от общего количества)
1.	Гидростатика	15
2.	Гидродинамика	38
3.	Гидравлические машины	28
4.	Гидропривод	12
5.	Сельскохозяйственное водоснабжение и гидромелиорация	7
	Итого:	100

4. Перечень специализированного и лабораторного оборудования

№ п	Наименование оборудования	Количество на подгруппу, шт.
1	Установка Бернулли	1
2	Установка Рейнольдса	1
3	Установка для изучения коэффициента Дарси	1
4	Насосная установка	1
5	Установка для изучения местных сопротивлений	1
6	Установка для изучения истечения из отверстий и насадок	1
7	Установка для изучения работы сифона	1
8	Стенд «Приборов для измерения давления»	1
9	Стенд для изучения работы безбашенной водокачки	1
10	Насосы для перекачки жидкостей	2
11	Гидроцилиндры	6
12	Стенд «Арматура трубопроводов»	1
13	Стенд «Соединительные части трубопроводов»	1

5.Распределение времени на самостоятельную работу студентов для изучения дисциплины

№ п/п	Вид работы	Количество отводимого времени, час.
1.	Подготовка к лекциям	2
2.	Подготовка к лабораторным занятиям	6
3.	Подготовка к письменным опросам	6
4.	Самостоятельное изучение тем	26
5.	Подготовка к экзамену	20
	Итого	60

6. Список рекомендованной литературы

6.1. Основная

1.  и др. Гидравлика и гидромеханизация сельского хозяйства – М.: Агропромиздат, - 1990. – 368 с.

2.  Палишкин и сельскохозяйственное водоснабжение. – М.: Агропромиздат,- 1990. – 351с.

3.  Сабашвили , гидравлические машины и водоснабжение сельского хозяйства. – М. – 1997. – 462 с.

4.  и др. Гидравлика и гидравлические машины. М.: Агропром издат, - 1995.

5.  и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. – М.: Машиностроение, 1982. – 423 с.

6.  Чугаев . – Л.: Энергия, 1970. – 552 с.

6.2. Дополнительная

1.  , Т – М., Л.: Энергия, 196с.

2.  Альтштуль и аэродинамика. – М.: Стройиздат, 1987.-

416 с.

3.  и др. Примеры расчётов по гидравлике. – М.: Стройиздат, 1976. – 256 с.

4.  , Фролов по гидравлике. – М.: «Колос», 199с.

5.  и др. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. Минск.: Высшая школа, 1985, - 382 с.

6.  Емцев гидродинамика. М.: Машиностроение, 1978.-

440 с.

7.  и др. - М.: Энергия, 1973. – 424 с.

8.  Штеренлихт . – М.: Энергоиздат, 1984. – 640 с.

7. Сведения об обеспечении образовательного процесса учебной

литературой по дисциплине

№ п/п	Наименование дисциплины	Факуль-тет, специальность, курс	Кол-во обучающихся студентов	Реквизиты основной учебной литературы	Кол-во экзепляров, имеющих- ся в биб-лиотеке	Фактическая обеспечен-ность, экз/чел
	Гидравлика	Механизация с. х. 110301.65 3 курс	100	1.  , , Дидур и гидромеханизация сельского хозяйства. – М.: Агропромиздат, - 1990. –368с. 2.  Сабашвили , гидравлические машины и водоснабжение сельского хозяйства. –М.: Агропромиздат, - 1997. –462с. 3.  и др. Гидравлика и гидравлические машины. –М.: Агропромиздат, - 1995. 4.  , , и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. –М.: Машиностроение, 1982. – 423с. 5.  Чугаев . – Л.: Энергия, 1982.	382 экз 25 экз 35 экз 131 экз 101 экз	3,82 0,25 0,35 1,31 1,01

8. График самостоятельной работы студентов 3 курса

в 6 семестре по специальности 110302.65

Дисциплина	Объем самост раб, час	Вид самост работы	Трудоемкость самостоятельной работы по неделям, часы
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	Сессия	Всего
экз	зач
1		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22
Гидравлика	60	Подг. к лек		0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,2						2
Подг. к лаб		0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,6	0,6					6
Подг. к пр		0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,6	0,6					6
Самост. изуч	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	2,0	2,0	2,0	2,0				26
Подг. к экз																		22		22
Всего	1,5	2,45	2,45	2,45	2,45	2,45	2,45	2,45	2,45	2,45	2,45	2,45	1,95	2,2	1,2			20		62

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО по специальности 110301.65 "Механизация сельского хозяйства"

Программу составил: _______________________ к. т.н. доцент

Рецензенты: ____________________________ к. т.н. доцент

_______________________________ к. т.н. доцент

Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры

"Теплотехника, гидравлика и охрана труда"

протокол № ___ от ________ 2010г.

Заведующий кафедрой ____________________ к. т.н. доцент