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;
Найти газовые постоянные компонентов смеси; Определить среднюю молекулярную массу смеси через объемные и массовые доли; Определить парциальные давления компонентов через объемные и массовые доли; Найти массу смеси и компонентов; Вычислить парциальные (приведенные) объемы и плотности компонентов; Определить плотности компонентов и смеси при заданных условиях через объемные и массовые доли; Найти плотности компонентов и смеси при нормальных условиях через объемные и массовые доли; Определить истинные мольную, объемную и массовую теплоемкости при P=const и V=const для температуры смеси; Найтисредние мольную, объемную и массовую теплоемкости при P=const и V=const для интервала температур; Определить затрату тепла на нагревание (охлаждение) при P=const двух молей, 5 м3 и 7 кг смеси в вышеуказанном интервале температур. Определить параметры p, v, Т, для основных точек заданного цикла Построить цикл в координатах p – v; 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., , Техническая термодинамика и теплопередача. М.:-Стройиздат,1986 г.
2. Техническая термодинамика. Теплопередача. М.: Высша школа, 1988 г.
3. сборник задач по технической термодинамике. М.:-Машиностроение,1969 г.
4. Техническая термодинамика. Методические указания для практических занятий. Усть-Каменогорск: ВКГТУ, 1998 г.
5. Техническая термодинамика. Методические указания для курсового проектирования. Усть-Каменогорск: ВКГТУ, 1998 г.
Дополнительная литература
6 . Техническая термодинамика и теплопередача. М.: - Высшая школа,1980 г.
7. , , Техническая термодинамика. М.:-Энергоиздат,1983 г.
8. , Техническая 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.
