Силлабус Дисциплины «Общая гидравлика»

Казахский национальный исследовательский технический университет

имени

Институт геологии и нефтегазового дела

Кафедра «Подъемно-транспортные машины и гидравлика»

«Утверждаю»

Директор ИГиНГД

“__” ________ 2016 г.

СИЛЛАБУС

Дисциплины «Общая гидравлика»

Осень – 2016/2017 учебный год

2 кредита (1/0/1/2)

Персональная информация о преподавателе	Время и место проведения	Контактная информация
Аудиторных занятий	Офис-часов	Тел.:	e-mail:
Куанышев Ганижан Имранович Ассоциированный профессор	По расписанию	По расписанию ИМС ауд.307	257-72-47	*****@***ru

Продолжительность курса: 1 час лекций, 1 час практических занятий в неделю, 15 недель.

Пререквизиты: Mat 1201…4, Fiz 1202…5, TM 2210

Описание курса:

Целью преподавания дисциплины является подготовка специалистов для проектно-конструкторской, исследовательской и производственной деятельности в области создания, совершенствования и эксплуатации систем и механизмов, связанных, так или иначе, с движением и хранением жидкости.

В результате изучения курса «Общая гидравлика» студенты должны овладеть ее методами в той степени, которая достаточна для решения не только инженерных задач, но и для чтения современной научной и технической литературы.

Литература:

Основная:

1. «Гидравлика» - М.: Энергоатомиздат, 1984. – 639с.

2. «Механика жидкости и газа» - М.: Наука, 1987. – 840с.

3. «Техническая гидромеханика» - М.: Машиностроение, 1987. – 460с.

4. , и др. «Гидравлика и гидропривод» - М.: Недра, 1991. – 301с.

5. «Гидромеханика» (электронный учебник) – Алматы.: КазНТУ, 2002. – 116 с.

Дополнительная:

6. , , и др. «Гидравлика, гидромашины и гидроприводы» - М.: Машиностроение, 1982. – 423с.

7. (под редакции) «Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам» - М.: Высш. шк., 1988. – 245с.

8.  , Л. С. (под редакции) «Примеры расчетов по гидравлике» - М.: Стройиздат, 1977. – 248 с.

9. , и др. Под редакцией и «Сборник задач по машиностроительной гидравлике» - М.: Машиностроение, 1981. – 463с.

10. , «Гидравлика» (Методическое руководства к выполнению контрольных работ для студентов дневной формы обучения) – Алма – Ата.: КазПТИ, 1989. – 28с.

11. , «Гидравлика» (методические указания к решению задач для студентов дневной и заочной формы обучения машиностроительных и нефтяных специальностей) – Алматы.: КазНТУ, 2003. – 29с.

12. , «Гидравлика» (методические указания по выполнению лабораторных работ) - Алматы.: КазНТУ, 2003. – 35с.

13. , «Гидравлика» (методические указания и контрольные задания для студентов дневной формы обучения)  - Алма-Ата.: КазПТИ, 1992. – 29с.

Студенты должны также просматривать профессиональные  журналы, профессиональные источники для написания  курсового проекта.

Календарный план

Недели	Часы	Аудиторные занятия	СРС/Офис-часы
Наименование тем	Лекции	Практ	Чтение
1	2	Лекция 1 «Цели и задачи изучения дисциплины. Жидкость и ее основные физические свойства». Историческое развитие механики жидкостей. Предмет гидравлики. Определение жидкости. Сжимаемость. Закон Ньютона для жидкостного трения. Вязкость. Практическое занятие 1 «Решение задач и упражнений на свойства сжимаемость и вязкость жидкости». Определяется по соответствующим формулам величина изменения объема жидкости при известных коэффициентах температурного расширения и объемного сжатия. Используется формула Ньютона о жидкостном трении для определения сил трения и касательных напряжений.	1	1	1 осн.[11-27]; 3осн.[12-21]; 4осн.[7-13]	Введение. Беседа по рассматриваемой теме и консультация по решению задач
2	2	Лекция 2 «Давление в точке покоящейся жидкости и его свойства. Дифференциальное уравнение равновесия жидкости Эйлера» Понятие давления в точке покоящейся жидкости. Свойства давления в точке покоящейся жидкости и доказательство его второго свойства. Дифференциальное уравнение равновесия жидкости Эйлера. Дифференциальное уравнение поверхности равного давления. Частные случаи равновесия жидкости. Практическое занятие 2 «Решение задач по определению сил жидкостного трения и касательных напряжений» Используя формулу, определяющую силу жидкостного трения, по заданным условиям рассчитывают такие кинематические параметры как скорость, частота вращения и градиент скорости.	1	1	1 осн.[27-30]; 3осн.[56-60]; 4осн.[13-16]	Беседа по рассматриваемой теме и консультация по решению задач
3	2	Лекция 3 «Основное уравнение гидростатики» Вывод основного уравнения гидростатики. Понятие манометрического и вакуумметрического давления. Графическое изображение давления в данной точке жидкости. Эпюры давления. Закон Паскаля и его практическое применение. Принцип сообщающихся сосудов. Практическое занятие 3 «Напряженное состояние покоящейся жидкости. Решение задач на относительный покой жидкости» С использованием продольных и касательных частных производных выводится тензор напряжений, характеризующий напряженно-деформированное состояние частицы жидкости. Задачи решаются с использованием уравнений поверхностей равного давления.	1	1	1 осн.[33-45]; 3осн.[65-75]; 4осн.[19-29]	Беседа по рассматриваемой теме и консультация по решению задач Защита СРС1
4	2	Лекция 4 «Силы давления на плоские и криволинейные стенки» Вывод формулы, определяющей модуль силы давления. Определение координаты центра давления. Гидростатический парадокс. Определение составляющих силы давления жидкости на криволинейную стенку. Тело давления. Следствия, формулирующие закон Архимеда. Практическое занятие 4 «Аналитический и графоаналитический методы определения силы давления жидкости на плоскую поверхность» При графоаналитическом методе строят эпюры давления, выражающие закон распределения давления на контур тела, погруженного в жидкость. Сила давления равняется объему пространственной эпюры, а ее вектор проходит через центр тяжести этой эпюры.	1	1	1 осн.[33-45]; 3осн.[65-75]; 4осн.[19-29]	Беседа по рассматриваемой теме и консультация по решению задач
5	2	Лекция 5 «Основы кинематики жидкости» Методы описания движения жидкости. Виды движения (установившееся и неустановившееся). Элементы струйной модели жидкости (линия тока, трубка тока и элементарная струйка). Потоки. Уравнение неразрывности. Практическое занятие 5 «Решение задач на определение вертикальной составляющей силы давления жидкости на криволинейную поверхность» Горизонтальные составляющие силы давления жидкости на криволинейную поверхность вычисляют как силу давления на плоскую поверхность, равную проекции данной криволинейной поверхности на соответствующую вертикальную плоскость. Для определения вертикальной составляющей строятся тела давления	1	1	1 осн.[33-45]; 3осн.[65-75]; 4осн.[19-29]	Беседа по рассматриваемой теме и консультация по решению задач Защита СРС2
6	2	Лекция 6 «Основы гидродинамики» Дифференциальные уравнения движения и баланса энергии идеальной жидкости. Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости. Энергетический и гидравлический смысл уравнения Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости. Практическое занятие 6 «Определение основных гидравлических элементов потока. Решение задач с применением уравнения неразрывности» По соответствующим формулам определяются основные элементы потока как живое сечение, гидравлический радиус, расход и средняя скорость для установившегося движения. Уравнения постоянства массового и объемного расходов используются только для установившегося движения жидкости	1	1	1 осн.[46-57]; 3осн.[37-48]; 4осн.[76-110]	Беседа по рассматриваемой теме и консультация по решению задач
7	2	Лекция 7 «Уравнение Бернулли для элементарной струйки и потока вязкой жидкости» Рассеивание энергии, потери напора. Поправочный коэффициент к скоростному напору, определяемому по средней скорости. Гидравлический уклон. Мощность потока. Практическое применение уравнения Бернулли. Практическое занятие 7 «Определение мощности потока, обладающего различной удельной энергией» На основе уравнений баланса удельных энергий невязкой жидкости определяются мощности потоков сжимаемых и несжимаемых газов и жидкостей	1	1	4 осн.[54-57]; 1осн.[97-104]; 6доп.[44-48]	Беседа по рассматриваемой теме и консультация по решению задач Защита СРС3
8	2	Лекция 8 «Гидравлические сопротивления. Режимы движения жидкости» Общие сведения о потерях напора. Опыты Рейнольдса. Ламинарный режим движения жидкости и его закономерности. Расход и средняя скорость потока. Коэффициент Кориолиса. Потери напора. Коэффициент дарси. Практическое занятие 8 «Решение упражнений и задач с применением уравнения Бернулли» При решении практических задач для установившегося движения несжимаемой жидкости вместе с уравнением Бернулли применяется и уравнение постоянства расхода, т. е. равенства расхода во всех сечениях установившегося потока.	1	1	4 осн.[68-88]; 1осн.[147-176]; 6доп.[96-105]	Беседа по рассматриваемой теме и консультация по решению задач Рубежный контроль1
9	2	Лекция 9 «Турбулентный режим движения жидкости и его закономерности» Механизм турбулентного движения. Структура потока. Понятие о гидравлически гладких и шероховатых трубах. Коэффициент Дарси. Снижение потерь на трение. Практическое занятие 9 «Определение потерь напора в местных сопротивлениях и по длине при различных режимах движения жидкости» Задачи данного раздела рассчитаны на применение уравнения Бернулли для потока реальной жидкости с учетом гидравлических потерь напора и неравномерности распределения скоростей по живому сечению.	1	1	4 осн.[68-88]; 1осн.[147-176]; 6доп.[96-105]	Беседа по рассматриваемой теме и консультация по решению задач
10	2	Лекция 10 «Потери напора в местных сопротивлениях» Местные потери напора. Внезапное расширение потока. Постепенное расширение потока. Внезапное сужение. Постепенное сужение трубопровода. Диафрагма, вход в трубу, колено. Сложение потерь напора. Практическое занятие 10 «Решение задач на истечение жидкости через отверстия, насадки, дроссели и клапаны» При истечении жидкости через отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре определяются средняя скорость и расход либо коэффициенты сжатия, скорости и расхода. Приводятся расчеты истечения жидкости через цилиндрические насадки различной формы	1	1	4 осн.[68-88]; 1осн.[147-176]; 6доп.[96-105]	Беседа по рассматриваемой теме и консультация по решению задач Защита СРС4
11	2	Лекция 11 «Гидравлический расчет простых трубопроводов» Короткие и длинные трубопроводы. Простые и сложные трубопроводы. Простой трубопровод постоянного сечения. Соединения простых трубопроводов (последовательное и параллельное). Расчет трубопроводов с последовательным и параллельным соединением ветвей. Обобщенные параметры расчета трубопровода и их напорные характеристики. Практическое занятие 11 «Решение задач на истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном и переменном напорах» При истечении жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре вычисляется коэффициент сопротивления отверстия. При переменном напоре определяют время истечения жидкости определенного объема из резервуара.	1	1	4 осн.[68-88]; 1осн.[147-176]; 6доп.[96-105]	Беседа по рассматриваемой теме и консультация по решению задач
12	2	Лекция 12 «Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном и переменном напорах» Методика вывода основных формул, определяющих среднюю скорость и расход жидкости, а также сопутствующих коэффициентов φ, ε, μ. Определение времени истечения жидкости из резервуара. Практическое занятие 12 «Расчет простого короткого трубопровода» Решаются два типа задач: аналитические и графоаналитические. С целью первых задач является определение при известных расходах потерь напор, а во вторых – определение при известных напорах расходов. Приводится пример решения задачи о трех резервуарах.	1	1	4 осн.[111-116]; 1осн.[228-238]; 6доп.[106-111]	Беседа по рассматриваемой теме и консультация по решению задач Защита СРС5
13	2	Лекция 13 «Истечение жидкости через насадки и большое боковое отверстие» Определение насадкам, различные конструкции насадков и их коэффициенты. Водосливы, их назначение и практическое применение трубопровода. Практическое занятие 13 «Примеры технико-экономического расчета» По исходным данным определяют оптимальный диаметр трубопровода и его технико-экономические показатели. Затем по минимальным приведенным затратам вычисляют оптимальные параметры такого трубопровода.	1	1	1 осн. [210-225]; 3 осн.[175-179]; 4 осн. [115-121]	Беседа по рассматриваемой теме и консультация по решению задач
14	2	Лекция 14 «Расчет трубопроводов с концевой раздачей и путевым расходом жидкости» Аналитический и графический методы решения задачи о трех резервуарах, а такжа универсальность этой задачи. Определение эквивалентного расхода на конце трубопровода с путевой раздачей жидкости. Практическое занятие 14 «Графоаналитический метод расчета сложного трубопровода с концевой раздачей жидкости» По исходным данным, таким как расход жидкости, диаметр и длина трубопровода определяют суммарные потери напора в сложном трубопроводе с последовательно и параллельно соединенными ветвями.	1	1	4 осн.[100-101]; 9 доп. [272-276].	Беседа по рассматриваемой теме и консультация по решению задач Защита СРС6
15	2	Лекция 15 «Гидравлический удар в трубопроводах. Воздействие струи на твердые преграды» Механизм прямого и непрямого удара и анализ формулы Жуковского максимально-эффективного воздействия струи на преграды (лопатки турбины). Практическое занятие 15 «Определение значения ударного повышения давления в трубопроводе при прямом и непрямом гидравлическом ударе (проверка формулы Жуковского)» По исходным данным, таким как расход жидкости, диаметр и длина трубопровода, по классической формуле Жуковского рассчитывают скорость распространения деформационной волны, затем величину ударного повышения давления в трубопроводе при прямом и непрямом гидравлическом ударе.	1	1	1 осн.[279-293]; 4 осн.[101-106, 121-123]; 6 доп.[141-152]	Беседа по рассматриваемой теме и консультация по решению задач Рубежный контроль2

Форма оценивания: 

Текущий контроль:  6 / (в семестре – СРС)

Рубежный контроль: 2 / (в семестре)

Финальный экзамен: 1 / (в семестре в период экзаменационной сессии)

Критерии оценки/баллы: 

Текущий контроль                         36

Рубежный контроль                                        24

Финальный экзамен                                        40

1	2	3	4	5	6	7	8	1 aтт	9	10	11	12	13	14	15	2 атт	ЭС	Всего
Текущий контроль	П1	П2	П3 СРС1	П4	П5 СРС2	П6	П7 СРС3	П8	18	П9	П10 СРС4	П 11	П 12 СРС5	П 13	П 14 СРС6	П 15	18	36
Рубежный контроль	РК1	12	РК2	12	24
Финальный экзамен	40	40
Всего по неделям	6	6	6	12	30		6		6		6	12	30	40	100
Итого	100

ЭС – экзаменационная сессия; атт. – аттестация, СРС – самостоятельная работа студента, П – практическая работа, РК – рубежный контроль.

Шкала оценок знаний обучающихся

Оценка по буквенной системе	Цифровой эквивалент оценки, баллы	%	Оценка по традиционной системе
А	4	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»
P (Pass )	-	65-100	«Зачтено» (не учитывается при подсчете GPA)
NP (No Рass)	-	0-64	«Не зачтено» (не учитывается при подсчете GPA)
W (Withdrawal)	-	-	«Отказ от дисциплины» (не учитывается при подсчете GPA)
AW (Academic Withdrawal)	0	0	«Административное снятие с дисциплины по академическим показателям» (учитывается при подсчете GPA)
AU (Audit)	-	-	«Дисциплина прослушана» (не учитывается при подсчете GPA)

Политика выставления оценок:

Критерии оценки СРС: понимание выбранной тематики; ясное, четкое изложение материала; проектирование технологических расчетов, хорошая презентация материала.

Критерии выставления оценки по финальному экзамену: верность выбранных расчетов  из представленных альтернативных, корректное решение практической проблемы.

Политика курса включает следующие требования:

Не опаздывать и не пропускать занятия, во время занятий отключать сотовые телефоны, быть пунктуальными и обязательными.

Более 20% пропусков занятий ведет к снятию студента с дисциплины и проставлению оценки «F». Если Вы вынуждены пропустить лекционное занятие, рубежный контроль или финальный экзамен по уважительным причинам, Вы должны предупредить преподавателя заранее до лекции, контроля или экзамена. Пропуск рубежного контроля или экзамена по неуважительной причине лишает Вас права на его сдачу.

Соблюдать сроки сдачи домашних заданий, проектов, СРС. Работы, сданные позже указанного в силлабусе срока, не принимаются и не оцениваются.

Политика академического поведения и этики

Будьте толерантны, уважайте чужое мнение. Возражения формулируйте в корректной форме. Плагиат и другие формы нечестной работы недопустимы. Недопустимы подсказывание и списывание во время рубежного контроля и финального экзамена,  копирование «чужих» ответов, сдача экзамена за другого студента. Студент, уличенный в фальсификации любой информации курса, получит итоговую оценку «F».

Помощь: За консультациями по выполнению самостоятельных работ, их сдачей и защитой, а также за дополнительной информацией  по пройденному материалу и всеми другими возникающими вопросами по читаемому курсу обращайтесь к преподавателю в период  его офис-часов.

Автор____________________

Утверждено на заседании кафедры «ПТМиГ», протокол № 1 от  «26»08.2016 г.

Зав. кафедрой  ____________________