Гидравлика

ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта»

Шифр дисциплины: С3.Б.4.2Б.2; Б.06

Утверждено УМС ВПО

Красноярского института водного транспорта

(филиал) ФБОУ ВПО «НГАВТ»

протокол от 01.01.2001

Председатель УМС ВПО

___________

Гидравлика

Рабочая программа по специальности 180403.65 «Судовождение»

Новосибирск 2014

Рабочая программа составлена доцентом на основании Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования «Государственные требования к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 180403 «Судовождение».

Программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры «Водные пути и гидравлика» ФБОУ ВПО НГАВТ

«_30_»____августа____2013 г.

Зав. кафедрой __________________

Программа согласована:

Декан заочного факультета _______________

Рабочая программа одобрена советом СВФ

"30" сентября 2013 г. протокол №1

Председатель совета СВФ _______________

Рабочая программа одобрена советом СВФ

«_____»________________20 г.

Председатель совета СВФ _______________

Рабочая программа одобрена советом СВФ

«_____»_______________20 г.

Председатель совета СВФ _______________

1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Курс «Гидравлика» является дисциплиной направленной на обеспечение базового уровня подготовки студентов по специальности « Судовождение» и получение студентами знаний о законах равновесия и движения жидкостей и о способах применения этих законов при решении практических задач.

2 МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП

Дисциплина относится к базовому компоненту профессионального цикла ФГОС ВПО.

3 ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1 Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций (в соответствии с ФГОС ВПО):

Профессиональные компетенции (ПК):

ПК-1	способен самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности
ПК-10	эксплуатацию технических средств судовождения, судовых систем связи, судовой энергетической установки и вспомогательных механизмов

ПК-15	способен участвовать в проведении испытаний и определении работоспособности установленного, эксплуатируемого и ремонтируемого навигационного и палубного транспортного оборудования, осуществлять наблюдение за его безопасной эксплуатацией
ПК-16	способен применять базовые знания фундаментальных и профессиональных дисциплин, проводить технико-экономический анализ, обосновывать принимаемые решения по использованию судового оборудования, умение решать на их основе практические задачи профессиональной деятельности
ПК-32	способен и готов проводить стандартные и сертификационные испытания материалов, изделий и услуг

3.2 В результате освоения дисциплины студент должен:

Знать:

основные законы равновесия и движения реальных жидкостей, а также законы взаимодействия жидкости с телами, находящимися в ней в состоянии покоя или движения; методы решения базовых задач гидростатики и динамики жидкостей основные параметры и способы расчета потоков в трубопроводах и открытых руслах.

Уметь:

решать прямую и обратную задачи гидравлики выполнять гидравлические расчеты трубопроводов рассчитывать характеристики процесса истечения жидкостей из отверстий и насадок

Владеть:

навыками выполнения инженерных гидравлических расчетов; проведением лабораторных гидравлических исследований, обработки и анализа их результатов

4 ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Общая трудоемкость учебной дисциплины составляет: 1 зачетную единицу.

Вид учебной работы	Очное обучение (О)	Заочное обучение (З)
Всего часов	Семестры	Всего часов	Курс
4			2
Общая трудоемкость дисциплины	38	38		38	38
Аудиторные занятия	16	16		8	8
Лекции	8	8		4	4
Практические занятия (ПЗ)	-	-		-	-
Лабораторные работы (ЛР)	8	8		4	4
Самостоятельная работа	22	22		26	26
Вид аттестации		зачет	.		зачет

5 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

5.1 Разделы, темы дисциплины и виды занятий

Раздел и тема дисциплины	Лекции	ПЗ	ЛР	СР
О	З	О	З	О	З	О	З
4 семестр
Раздел 1 Общие сведения о жидкой и газообразной средах
Тема 1.1 Введение. Жидкости, гипотеза сплошности. Силы, действующие в покоящейся и движущейся жидкости	0,5	-	-	-	-	-	0,5	1
Тема 1.2. Основные физические свойства жидких и газогазообразных сред	0,5	-	-	-	-	-	1	1
Раздел 2 Основные законы гидростатики
Тема 2.1. Гидростатическое давление и его свойства	0,5	0,5	-	-	2	-	1	2
Тема 2.2. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости	0,5	-	-	-	-	-	1	2
Тема 2.3. Силы давления покоящейся жидкости на плоские и цилиндрические поверхности	1	0,5	-	-	-	-	2	4
Тема 2.4. Равновесие плавающих тел	0,5	0,5	-	-	-	-	2	2
Раздел 3 Основы гидродинамики. Виды движений, основные гидравлические параметры потока
Тема 3.1 Методы теоретического изучения движения жидкости. Основные понятия гидродинамики.	0,5	0,5	-	-	-	-	2	2
Тема 3.2. . Общие законы и уравнения динамики жидкостей и газов. Уравнение неразрывности.	0,5	-	-	-	-	-	1	2
Тема 3.3. Режимы движения жидкости. Тема 3.4. Общая характеристика гидравлических сопротивлений и потерь напора.	0,5	0,5	-	-	4	2	2	3
Тема3.5. Понятие о коротких и длинных трубопроводах, простых и сложных. Основные принципы расчета коротких и длинных трубопроводов Тема 3.6. Гидравлический удар	1	0,5	-	-	-	-	2	4
	0,5	-	-	-	-	-	1,5	2
Тема 3.7. Истечение жидкости из отверстий и насадков.	0,5	-	-	-	2	2	2
Раздел 4 Установившееся движение жидкости в открытых руслах
Тема 4.1 Равномерное движение жидкости в каналах Гидравлические элементы живого сечения потока. Основные расчетные зависимости.	0,5	0,5	-	-	-	-	2	2
Тема 4.2.Основые понятия о неравномерное движение воды в каналах и естественных руслах.	0,5	0,5	-	-	-	-	2	3

5.2 Содержание разделов и тем дисциплины

ЧЕТВЕРТЫЙ СЕМЕСТР

Раздел 1. Общие сведения о жидкой и газообразной средах.

Тема 1.1. Жидкости, гипотеза сплошности. Силы, действующие в покоящейся или движущейся жидкости [1.2].

Понятие о капельной, газообразной и идеальной жидкости. Сплошная среда как модель, которая используется при исследовании закономерностей покоя и движения жидкости.

Массовые и поверхностные силы.

Тема 1.2. Основные физические свойства жидких и газообразных сред[1.2.]

Плотность, сжимаемость, температурное расширение, вязкость (Ньютоновские жидкости). Растворение газов, кипение, поверхностное натяжение. Особые свойства воды

Раздел 2 Основные законы гидростатика

Тема 2.1. Гидростатическое давление и его свойства[1.2.4]

Напряженное состояние покоящейся жидкости. Свойства гидростатического давления

Тема 2.2. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости [1.2].

Система уравнений Эйлера. Поверхности равного давления, когда единственной массовой силой, действующей на жидкость, является сила тяжести. Абсолютное, избыточное и вакуумметрическое давление. Закон Паскаля. Потенциальная энергия жидкости. Потенциальный напор. Равновесие жидкости во вращающемся сосуде.

Тема 2.3. Силы давления покоящейся жидкости на плоские и цилиндрические стенки [1.2,5] Определение силы давления Определение положения центра давления. Построение эпюр давления.

Тема 2.4. Равновесие плавающих тел [1.2] Закон Архимеда. Центр водоизмещения. Условия плавания и остойчивость плавающих тел.

Раздел 3 Основы гидродинамики. Виды движений, основные гидравлические параметры потока

Тема 3.1. Методы теоретического изучения движения жидкости. Основные понятия гидродинамики [1.2]

Методы исследования движения жидкости Лагранжа и Эйлера. Вихревое и безвихревое движения. Потенциал ско - рости. Потенциальное движение жидкости. Линия тока, элементарная струйка, живое сечение, гидравлические элементы живого сечения. Расход жидкости и скорость движения. Виды движения жидкости.

Тема 3.2. . Общие законы и уравнения динамики жидкостей и газов. [1.2,4]

Уравнение неразрывности движущейся жидкости в случае установившегося движения. Уравнение Бернулли для элементарной струйки и для целого потока реальной жидкости.

Тема 3.3. Режимы движения жидкости [1.2,4]

Рейнольдса. Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Число Рейнольдса.

Тема 3.4. Общая характеристика гидравлических сопротивлений и потерь напора. [1.2,4]

Два вида потерь напора. Полная потеря напора для рассматриваемого участка трубы. Работа сил внутреннего трения. Гладкие и шероховатые трубы. Формула Вейсбаха-Дарси. Никурадзе. Коэффициент гидравлического трения. Формула Шези.

Тема 3.5 Понятие о коротких и длинных, простых и сложных трубопроводах.[1.2,5]

Определение коротких и длинных трубопроводов. Основные принципы расчета коротких и длинных трубопроводов. Расчетные зависимости для. определения потерь напора. Сложение потерь напора. Полный коэффициент сопротивления. Расчетные зависимости коротких трубопроводов. Расчет длинных трубопроводов. Последовательное и параллельное соединение труб.

Тема 3.6 Гидравлический удар в трубах [1.2]

Описание явления гидравлического удара. Расчетные зависимости для величины гидравлического удара и скорости его распространения. Прямой и отраженный, полный и неполный гидравлические удары. Способы снижения ударного явления. Гидравлический таран.

Тема 3.7 Истечение жидкости из отверстий и насадков [1.2,4]

Истечение из малого отверстия при постоянном напоре. Типы сжатия струи. Величины коэффициентов ε, ξ, φ, и μ0. Инверсия струи. Понятие малого и большого отверстий. Истечение жидкости из отверстий, снабженных насадками.

Раздел 4. Установившееся движение жидкости в открытых руслах Тема 4.1. 1 Равномерное движение жидкости в каналах Гидравлические элементы живого сечения потока. Основные рчетные зависимости.[1.2] Понятие о равномерном движении жидкости. Гидравлические элементы живого сечения. Основные зависимости, используемые при расчете каналов. Тема 4.2.Основые понятия о неравномерное движение воды в каналах и естественных руслах.[1.2]

Примеры неравномерного движения Удельная энергия сечения, критическая глубина, нормальная глубина, критический уклон. Спокойное, бурное и критическое состояния потока. Виды кривых свободной поверхности.

5.3 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи

№ в УП	Наименование обеспечиваемых дисциплин	№№ разделов дисциплины (из табл. 5.1), необходимых для изучения обеспечиваемой дисциплины
ФТД3.1	Судовые вспомогательные механизмы	2.1	2.2	3.2	3.3	3.4	3.5	3.6	3.7
ФТД1.1	Общая лоция	4.2

6 ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

№ раздела (темы) дисциплины	Наименование лабораторных работ и деловых игр
1	2
ЧЕТВЕРТЫЙ СЕМЕСТР
Тема 3.2Уравнение Бернулли для элементарной струйки и для целого потока реальной жидкости.	Исследование уравнения Бернулли Тарировка водомера Вентури
Тема 3.3 Режимы движения жидкости.	Режимы движения жидкости (воспроизведение опытов Рейнольдса).
Тема 3.4 Потери напора по длине при ламинарном и турбулентном установившемся движении жидкости	Изучение потерь напора по длине
Тема 3.4 Местные гидравлические потери напора при турбулентном установившемся движении жидкости	Определение коэффициентов местных сопротивлений при напорном движении жидкости
Тема 3.7 Истечение жидкости из отверстий в тонкой стенке.	Истечение жидкости через малые отверстия при постоянном напоре
	Тема 3.7 Истечение жидкости из отверстий, снабженных насадками.	Истечение жидкости из насадков при постоянном напоре.

7 ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Не предусмотрены

8 КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Не предусмотрен

9 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

Изучение литературы теоретического курса

9.1 Расчетно-графическая работа, рефераты, контрольные работы

9.1. Расчетно-графическая работа, рефераты, контрольные работы.

№ раздела (темы) дисциплины	Наименование РГР, реферата, конспекта
Раздел 3 Тема 3.5 Понятие о коротких и длинных, простых и сложных трубопроводах	Гидродинамика РГР. Расчет нефтепровода.

9.2 Цель, содержание и структура курсовой работы.

Не предусмотрено

10 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

10.1 Рекомендуемая литература

а) Основная литература

1. Штеренлихт : Учебник для вузов.- М. Колос,2008 –656 с.

б) Дополнительная литература

2. Чугаев : Учебник для вузов. – 4-е изд., доп. и перераб. – Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. – 672 с.

3. Киселев . Основы механики жидкости: Учебное пособие для вузов. – М.: Энергия, 1980. – 360 с.

10.2 Обязательная литература

4. Гидравлика : метод. указ. к лаб. работам. Ч. 1 : Гидростатика, гидравлика трубопроводов / ; М-во трансп. Рос. Федерации, ФГОУВПО " НГАВТ ". - Новосибирск : НГАВТ, 20с. : ил. (ЭБ)

5. Гидравлика : метод. указ. и контр. задания по самостоятельной работе студентов (СРС) для студентов всех спец. судомех. фак. заоч. формы обучения / ; М-во трансп. Рос. Федерации, ФГОУ ВПО "НГАВТ". - Новосибирск : НГАВТ, 200с. (ЭБ)

10.3 Информационные средства обеспечения дисциплины

Рекомендуемые информационные средства

1  Ресурсы сети Интернет (http://www. yandex. ru/; http://mail. ru/; http://www. rambler. ru/) или локальной сети вуза (http://library. nsawt. ru/).

11. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕ

НИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Гидравлическая лаборатория, оборудованная универсальными гидравлическими установками.

12. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОР- ГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В библиотеке имеются методические указания по выполнению лабораторных работ и методические указания, и контрольные задания по самостоятельной работе студентов.

13. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ

Итоговый контроль по дисциплине осуществляется в форме зачета.

Критерий оценки знаний студентов на зачете.

«Зачтено» выставляется студентам, полностью изучившим теоретический курс и успешно выполнившим и сдавшим:

- все задания на лабораторных занятиях:

- расчетно-графическую работу «Расчет нефтепровода».

- тесты по следующим темам:

Физико-механические свойства жидкостей.

Гидростатика.

Кинематика и динамика потока жидкости.

«Не зачтено» выставляется на зачете на основании следующих показателей: - не выполнены лабораторные работы и расчетно-графическая работа;

- не сданы контрольные тесты.

СВЕДЕНИЯ О КОРРЕКТИРОВКАХ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ

Учебный год	Корректировка	Дата	Подпись
1	2	3	4