Гидрогазодинамика и тепломассообмен

Қазақстан Республикасының Министерство

Білім және ғылым образования и науки

министрлігі Республики Казахстан

Д. Серікбаев атындағы ВКГТУ им. Д. Серикбаева

ШҚМту

УТВЕРЖДАЮ

проректор по УМР

_________

“____” ______ 2007г

Гидрогазодинамика и тепломассообмен

Силлабус

Специальность: 050731 «Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды»

Форма обучения: заочная ускоренная на базе высшего образования

Курс 1

Лекций 6 часов

Практических занятий 6 часов

Экзамен 1 курс

Өскемен

Усть - Каменогорск

2007

Рабочая программа (силлабус) разработана на кафедре - Рациональное использование водовоздушного бассейна и теплогазоснабжение на основании Государственного общеобязательного стандарта образования №3.08.104-2004 для студентов специальности 0507319 – Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды

Обсуждена на заседании кафедры - Рациональное использование водовоздушного бассейна и теплогазоснабжение

Зав. кафедрой

Протокол № от 2007

Одобрено учебно-методическим советом архитектурно - строительного

факультета

Председатель

Протокол № от 2007

Разработал

Нормоконтролёр

Учебная программа для студента (SYLLABUS)

по дисциплине «Гидрогазодинамика и тепломассобмен»

Восточно-Казахстанский государственный технический

университет им. Д. Серикбаева

Кафедра «Рациональное использование водовоздушного бассейна и теплогазоснабжение»

Старший преподаватель кафедры

Тел. 54-05-96

Контактные часы (office-hour): по расписанию консультаций СРСП на кафедре

Время: занятия проводится согласно утвержденному расписанию

Кредиты: 1 семестр объемом 2 кредита (6 – лекций, 6 – лабораторных занятий).

Пререквизиты дисциплины: Для успешного усвоения дисциплины «Гидрогазодинамика и ТМО» студенты должны иметь прочные знания по следующим дисциплинам: высша математика, физика, теоретическая механика.

Постреквизиты дисциплины: Изучение данной дисциплины обеспечивает базовую подготовку, необходимую для усвоения основных дисциплин специальности и понимания основных процессов протекающих в технологических и других аппаратах по инженерной защите окружающей среды.

Краткое описание дисциплины

В дисциплине «Гидрогазодинамика и ТМО» изучаются теоретические основы гидростатики, гидродинамики потоков жидкости и газа; термодинамических свойств веществ, используемых в качестве рабочего тела, основные законы термодинамики, термодинамические процессы происходящие при тепловых аппаратах. Приобретаются практические навыки решения задач термодинамики, анализа процессов изменения состояния рабочего тела с использованием законов термодинамики. Изучаются основы теплопередачи путем теплопроводности, конвективного теплообмена и теплообмена излучением, теоретические основы теплообменных аппаратов.

Цель и задачи курса.

При изучении дисциплины «Гидрогазодинамика и ТМО» студент должен овладеть умением ставить и решать задачи связанные с определением основных параметров и с распределением потоков рабочих веществ в технологических аппаратах, уметь решать вопросы связанные с рациональным использованием тепловой энергии, определять распределение температурных полей, иметь навыки по расчету тепло - и массообменных процессов.

Содержание курса

Дисциплина «Гидрогазодинамика и тепломассобмен» дает общие сведения законов механики жидкостей и газов, необходимых для решения технологических вопросов в теплогазоснабжении и вентиляции. Расчеты теплогенерирующих установок, трубопроводов, воздуховодов, монтаж насосов и других гидравлических машин требуют глубокого понимания законов механики сплошных сред. Знание законов теплопередачи позволяют определять основные термодинамические параметры рабочего тела; применять газовые законы для идеальных газов; определять параметры рабочего тела; анализировать процессы изменения состояния рабочего тела с использованием законов термодинамики; определять состав и основные параметры газовой смеси; определять теплоемкость газов и смеси газов; применять первый и второй законы термодинамики; рассчитывать тепловые потоки при стационарной и нестационарной теплопроводности, конвективном теплообмене и при теплообмене излучением.

Знания и навыки по гидрогазодинамике и тепломассобмену используются во всех инженерных дисциплинах специальности. Дисциплина преподаетcя в течении 1 семестраа объемом 2 кредита (6 – лекций, 6 – лабораторных занятий).

Темы лекционных занятий – 6 часов

1	Основные понятия и определения гидрогазодинамики. Основные свойства жидкостей и газов. Гидростатика. Равновесие жидкости, основное уравнение гидростатики. Абсолютное, избыточное давление, вакуум. Давление жидкости на плоские и криволинейные поверхности. Основные понятия и определения гидродинамики. Виды движения жидкости, основные параметры потока. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли. Физическая природа гидравлических сопротивлений. Режимы движения жидкости. Число Рейнольдса. Движение жидкости в трубах. Виды потерь давления, их определение. Истечение жидкостей из отверстий и насадков. Гидравлический удар в трубах. Элементы газовой динамики. Уравнение Бернулли для газов. Истечение газов из отверстий и насадков. Свободные струи. Основные сведения о теории свободных струй. Движение газа в трубах. Основные принципы расчета систем вентиляции. - 2 часа
2	Основные понятия термодинамики. Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа. Газовые смеси, параметры состояния газовых смесей. Газовая постоянная. Первый закон термодинамики. Работа ТД-процесса. Графическое представление работы в PV – диаграмме. Аналитическое выражение 1-го закона термодинамики. Теплоемкость. Внутренняя энергия. Закон Джоуля. Энтальпия. 2-й закон термодинамики. Термодинамические циклы. Цикл Карно. Энтропия. Аналитическое выражение 2-го закона термодинамики. Анализ ТД-процессов в PV и TS диаграммах. Политропный процесс. Термодинамические свойства воды и водяного пара. IS-диаграмма водяного пара. Основные параметры, id – диаграмма влажного воздуха. Циклы паросиловых установок. Типы холодильных установок и их циклы. Циклы тепловых насосов. Основные понятия химической термодинамики. - 2 часа
3	Основные понятия теории тепломассобмена. Тмпратурное поле. Закон Фурье. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Теплопроводность при стационарном режиме. Тепловая изоляция. Критический диаметр изоляции. Теплопередача через оребренную поверхность. Теплопроводность тел с внутренними источниками теплоты. Теплопроводность при нестационарном режиме. Основные положения теории конвективного тепло и массообмена. Основы теории пограничного слоя. Теория подобия. Дифференциальные уравнения безразмерной формы. Теплообмен при поперечном обтекании тел. Теплообмен при течении жидкости в трубах. Теплообмен при свободном движении жидкости. Теплообмен при фазовых превращениях. Основные положения теплообмена излучением. Сложный теплообмен. Теплообменные аппараты. - 2 часа.

Темы лабораторных занятий

1. Измерение и вычисление гидростатического давления на установке Паскаля – 1 час

2. Построение линий удельных энергий по уравнению Бернулли – 1 час

3. Определение отношения теплоемкостей газа при постоянном давлении и постоянном объеме – 1 час

4. Газовые смеси – 1 час

5. Определение коэффициента теплоотдачи при движении жидкости внутри труб и каналов – 2 часа

Перечень вопросов изучаемых студентами

самостоятельно (СРС)

1. Свойства жидкости. Абсолютное и избыточное давление.

2. Определение давления жидкости на плоские поверхности.

3. Давление жидкости на криволинейные поверхности.

4. Режимы движения жидкости.

5. Потери давления по длине и на местные сопротивления.

6. Истечение жидкостей из отверстий и насадков.

7. Расчет свободных струй.

8. Основные принципы расчета воздуховодов.

9. Газовые законы. Газовые смеси.

10. 1-й закон термодинамики. Теплоемкость газов.

11. 2-й закон термодинамики. Цикл Карно.

12. Влажный воздух. Id –диаграмма влажного воздуха.

13. Теплопередача через плоскую и цилиндрическую стенку.

14. Нестационарная теплопроводность.

15. Теплообмен при движении жидкости.

16. Теплообмен излучением. Сложный теплообмен.

Перечень вопросов по контрольной работе

1. Гидростатика. Определение плотности и объемов;

2. Гидростатика. Определение вакуумметрических и избыточных давлений;

3. Гидродинамика. Определение расходов жижкости и скоростей в трубопроводах;

4. Определение состава смеси через объемные и массовые доли;

5.  Найти газовые постоянные компонентов смеси;

6.  Определить среднюю молекулярную массу смеси через объемные и массовые доли;

7.  Определить парциальные давления компонентов через объемные и массовые доли;

8.  Найти массу смеси и компонентов;

9.  Вычислить парциальные (приведенные) объемы и плотности компонентов;

10.  Определить плотности компонентов и смеси при заданных условиях через объемные и массовые доли;

11.  Найти плотности компонентов и смеси при нормальных условиях через объемные и массовые доли;

12.  Определить истинные мольную, объемную и массовую теплоемкости при P=const и V=const для температуры смеси;

13.  Найтисредние мольную, объемную и массовую теплоемкости при P=const и V=const для интервала температур;

14.  Определить затрату тепла на нагревание (охлаждение) при P=const двух молей, 5 м3 и 7 кг смеси в вышеуказанном интервале температур.

15.  Определить параметры p, v, Т, для основных точек заданного цикла

16.  Построить цикл в координатах p – v;

17.  Стационарная теплопередача через плоскую стенку.

Более подробная информация о содержании лекционных, практических занятий, объемах и сроках выполнения самостоятельных работ будет представлена студентам в раздаточных материалах (в начале установочных лекций) и графиках самостоятельной работы (в начале семестра).

Основная и дополнительная литература

1., , Павленко термодинамика и теплопередача. М.:-Стройиздат,1986 г.

2. Юдаев термодинамика. Теплопередача. М.: Высша школа, 1988 г.

3. сборник задач по технической термодинамике. М.:-Машиностроение,1969 г.

4. Липовский термодинамика. Методические указания для практических занятий. Усть-Каменогорск: ВКГТУ, 1998 г.

5. Липовский термодинамика. Методические указания для курсового проектирования. Усть-Каменогорск: ВКГТУ, 1998 г.

Дополнительная литература

6 . Техническая термодинамика и теплопередача. М.: - Высшая школа,1980 г.

7. , , Шейдин термодинамика. М.:-Энергоиздат,1983 г.

8. , Юдаев термодинамика. М.: Машгиз, 1961 г.

9. , и др. Сборник задач по технической термодинамике и теплопередаче. М.: - Высшая школа, 1968 г.

Информация по оценке знаний

Критерии оценки

Изучение дисциплины завершается экзаменом в форме тестирования или в письменной форме, который охватывает весь пройденный материал. Обязательным условием допуска к экзамену является выполнение контрольной работы

Эквиваленты оценки

Буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах определяются по процентному содержанию правильных ответов согласно нижеприведенной таблице:

Оценка	Цифровой эквивалент баллов	Процентное содержание	Оценка по традиционной форме
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

4.3 Политика и процедуры

Крайний срок сдачи контрольных работ – за 3 дня до начала экзаменационной сессии. Студенты, не сдавшие все задания, не допускаются к экзамену.

Повторение темы и отработка пройденных материалов по каждому учебному занятию обязательны. Степень освоения учебных материалов проверяется опросом на лекционных занятиях.

Посещение обучающимися всех аудиторных занятий без опозданий является обязательным. В случае пропуска - занятия отрабатываются. Два опоздания на занятие приравнивается к одному пропуску.