Итого - МГТУ

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Майкопский государственный технологический университет»
Факультет
технологический
Кафедра __строительных и общепрофессиональных дисциплин
УТВЕРЖДАЮ:
Декан факультета
__________________ А.А. Схаляхов
«_____»___________________20__г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине
по специальности
(направлению)
Факультет
ОПД. Ф 02.02. Гидравлика
270102. Промышленное и гражданское строительство
(шифр и наименование направления специальности)
технологический
МАЙКОП
Рабочая программа составлена на основании ГОС ВПО специальности
270102 «Промышленное гражданское строительство » и учебного плана МГТУ
Составитель рабочей программы
кандидат технических наук, доцент
____________
(подпись)
Рабочая программа утверждена на заседании
общепрофессиональных дисциплин»
(наименование кафедры, № протокола, дата)
Заведующий кафедрой
«___»________200__г.
____________
(подпись)
Одобрено научно-методической комиссией факультета
Председатель
научно-методического
комиссией факультета
Декан факультета
«___»________200__г.
СОГЛАСОВАНО:
Начальник УМУ
«___»_______200__г.
Зав. выпускающей кафедрой
строительных и общепрофессиональных
дисциплин
кафедры
Чиназиров Ю.А.
(Ф.И.О.)
«Строительных
Блягоз А.М.
(Ф.И.О.)
«____»____________200__г.
____________
(подпись)
____________
(подпись)
____________
(подпись)
____________
(подпись)
Зябкина Н.Г.
(Ф.И.О.)
Схаляхов А.А.
(Ф.И.О.)
Бушманова Н.В.
(Ф.И.О.)
Блягоз А.М.
(Ф.И.О.)
и
1. Цели задачи учебной дисциплины, ее место в учебном процессе
1.1. Цели и задачи изучения дисциплины
Целью изучения дисциплины «Гидравлика», как составной части
учебного плана специальности «Промышленное и гражданское
строительство» является приобретение студентами знаний о свойствах
жидкостей и газов, понятиях и законах гидростатики, о кинематике и
динамике жидкостей и газов.
Задачей изучения дисциплины является подготовка студента к решению
следующих профессиональных задач:
- проведение инженерных изысканий и обследований, составление
инженерно - экономических обоснований при проектировании и сооружении
объектов строительства;
- осуществление сбора, обработки, анализа и систематизации научно
технической информации;
- выполнение технических разработок, проектной рабочей и
технической документации;
- выполнение экспериментальных
и
теоретических научных
исследований в области строительства;
- разработка рекомендаций на основе научных исследований,
специальной литературы и другой научно- технической документации.
В процессе изучения дисциплины
- стдент должен иметь представление о новых технологических
разработках и новых научных исследованиях в области проектирования и
использования железобетонных и каменных конструкций с использованием
новейших технологий.
- студент должен знать постановления, распоряжение, приказы,
методические и нормативные материалы, относящиеся к строительной
отрасли. Системы и методы проектирования, создания и эксплуатации
строительных объектов, режимы давления жидкости газа, гидравлические
сопротивления, законы течения жидкости и насадки.
- студент должен уметь разрабатывать проектную, рабочую и
техническую документацию
с
использованием
современных
информационных технологий, правильно применять современные методы
расчета в зависимости от назначения, материала, и работы конструкций,
рационально производить расчет трубопроводов, грамотно рассчитывать
схемы подключения и расположения систем водоснабжения
и
водоотведения зданий и сооружений, определять их техническую и
эксплуатационную производительность и другие эксплуатационные
параметры.
- студент должен приобрести навыки организаторской работы в
процессе проектирования и
проведения
изысканий, принятия
профессионально
обоснованных
решений с
учетом
технических
последствий.
1.2. Краткая характеристика дисциплины
С давних времен во всех видах строительства широко применялись
сооружения для подачи и отвода воды. Это обусловлено тем, что всегда
существовала потребность в питьевой и технической воде.
В учебном процессе дисциплина « Гидравлика» является одной из
профилирующих для специальности « Промышленное и гражданское
строительство », т.к. она дает возможность студентам
приобрести
навыки по расчету, методами обследования и выдаче технических
заключений как для вновь возводимых сооружений,
так и для
реконструируемой существующих сетей . Основные разделы дисциплины:
« основные физико-механические свойства жидкостей и газов», «методы
расчета трубопроводов и насосных агрегатов», « течение жидкостей и
газов». Изучение дисциплины «Гидравлика» должно проходить в
совокупности с другими дисциплинами и гармонично вливаться в
процесс подготовки специалиста.
1.3. Связь с предшествующими дисциплинами
Работе над курсом « Гидравлика» должно предшествовать изучение
следующих дисциплин:
«Строительные материалы»,
«Физика»,
«Математика», и «Строительная механика».
Изложение дисциплины «Гидравлика» ведется при постепенном
усложнении изучаемого материала в логической последовательности.
1.4. Связь с последующими дисциплинами
Изучение дисциплины базируется на общетехнических дисциплинах и
служит дополнительной основой для изучения дисциплин « Водоснабжение
и водоотведение», « Технология возведения зданий и сооружений».
2. Распределение часов учебных занятий по семестрам.
Номер
семестра
5
ОФО
5
ЗФО
Учебные занятия
Общий
объем
Всего Лекции
90
51
17
90
12
4
Практические
Лабораторные
СРС
17
17
39
4
4
78
Форма
итоговой
аттестации
(зачет,
экзамен)
Экзамен,
КП
Экзамен,
КП
Количество часов в
неделю
ЛекПрак- Лабоции
тичес- раторкие
ные
1
1
1
-
-
-
2.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№
п/п
Раздел дисциплины
1
Раздел 1.
Введение.
Основные
свойства
жидкости:
1.1. Определение
жидкости.
Силы,
действующие
на
жидкость. Давление в
жидкости.
Сжимаемость.
Температурное
расширение.
1.2. Закон Ньютона для
жидкостного трения.
Вязкость.
Модель
идеальной жидкости.
1.3. Задачи дисциплины
и
ее
связь
с
другими
дисциплинами
специальности.
2
Раздел 3. Кинематика и
динамика жидкости:
3.1.
Виды движения
жидкости.
Гидравлические
Потери.
Основные
понятия
кинематики
жидкости.
Поток жидкости. Средняя
скорость.
3.2 Уравнение расхода.
Уравнение Бернулли для
Установившегося
движения
идеальной
жидкости.
Геометрическое
и
энергетическое
толкование
Уравнения
Бернулли.
Уравнение Бернулли для
потока вязкой жидкости.
3.3. Общие сведения о
гидравлических потерях.
Виды
гидравлических
потерь. Трубка Пито,
водомер Вентури.
3
Лекции
ОФО
2
3
Семинары
ЗФО
1
ОФО
2
1
3
ЗФО
1
1
СРC
ОФО
10
ЗФО
12
5
12
3.4.
Режимы течения
жидкости. Ламинарное и
турбулентное
течение.
Гидравлические потери
при
ламинарном и
турбулентном течениях.
4
Раздел
2.
Гидростатика:
2.1. Свойства давления в
неподвижной жидкости.
Уравнение
равновесия
жидкости
(уравнение
Эйлера). Интегрирование
уравнений Эйлера.
2.2. Поверхность равного
давления.
Свободная
поверхность
жидкости.
Основное
уравнение
гидростатики.
Закон
Паскаля.
2.3Приборы
для
измерения
давления.
Силы давления жидкости
на
плоские,
криволинейные стенки.
Закон
Архимеда.
Плавание тел.
2
5
Раздел 4.
Истечение
жидкости
через
отверстия и насадки:
4.1. Истечение жидкости
через отверстие в тонкой
стенке при постоянном
напоре. Коэффициенты
сопротивления, сжатия,
скорости, расхода.
4.2. Истечение жидкости
через насадки. Насадки
различных
типов.
Истечение
при
переменном напоре.
4
6
Раздел
5.
Гидравлический расчет
трубопроводов:
5.1. Основное расчетное
уравнение
простого
трубопровода.
Последовательное
и
4
0,5
2
0,5
4
12
0,5
4
0,5
8
14
0,5
4
0,5
6
14
параллельное соединение
трубопроводов.
5.2.
Сифонный
трубопровод.
Сложные
трубопроводы.
Определение
экономически
наивыгоднейшего
диаметра трубопровода.
Трубопровод с насосной
подачей.
Тема
5.
Наружные
канализационные сети и
сооружения. Установки
для перекачки сточных
вод.
Локальные
(местные) установки для
перекачивания сточных
вод.
Итого
7
3
0,5
3
0,5
6
14
17
4
17
4
39
78
3. Содержание дисциплины
Гидравлика: Вводные сведения, основные физические свойства жидкостей,
основы кинематики, общие законы и уравнения статики и динамики
жидкостей, силы, действующие в жидкостях, абсолютный и относительный
покой (равновесие) жидких сред, модель идеальной (невязкой) жидкости,
общая и интегральная форма уравнений количества движения, подобие
гидромеханических процессов, общее уравнение энергии в интегральной и
дифференциальной формах, турбулентность ее основные статистические
характеристики, конечно-разностные формы уравнений Навье-Стокса и
Рейнольдса, общая схема применения численных методов и их реализация на
ЭВМ, одномерные потоки жидкостей.
3.1. Наименование тем, их содержание, объем в часах лекционных
занятий
Программа лекционного курса
Порядковый
номер
1.
Раздел, тема учебного курса, содержание лекций
5 семестр
Раздел 1. Введение. Основные
свойства
жидкости:
1.4. Определение жидкости. Силы, действующие на
Количество
Часов
ОФО
Количество
часов
ЗФО
1
2
2.
жидкость.
Давление
в
жидкости.
Сжимаемость. Температурное расширение.
1.5. Закон Ньютона для жидкостного трения.
Вязкость. Модель идеальной жидкости.
1.6. Задачи дисциплины и ее связь с другими
дисциплинами специальности.
Раздел 2. Гидростатика:
2.1. Свойства давления в неподвижной жидкости.
Уравнение равновесия жидкости (уравнение
Эйлера). Интегрирование уравнений Эйлера.
2.2. Поверхность равного давления. Свободная
поверхность
жидкости.
Основное уравнение
гидростатики. Закон Паскаля.
2.3Приборы для измерения давления. Силы
давления жидкости на плоские, криволинейные
стенки. Закон Архимеда. Плавание тел.
4
Раздел 3. Кинематика и динамика жидкости:
3.1. Виды движения жидкости. Гидравлические
Потери. Основные понятия кинематики жидкости.
Поток жидкости. Средняя скорость.
3.2 Уравнение расхода. Уравнение Бернулли для
Установившегося движения идеальной жидкости.
Геометрическое и энергетическое толкование
Уравнения Бернулли. Уравнение Бернулли для
потока вязкой жидкости.
3.3. Общие сведения о гидравлических потерях.
Виды гидравлических потерь. Трубка Пито,
водомер Вентури.
3.4. Режимы течения жидкости. Ламинарное и
турбулентное течение. Гидравлические потери при
ламинарном и турбулентном течениях.
5
Раздел 4. Истечение жидкости через отверстия и
насадки:
4.1. Истечение жидкости через отверстие в тонкой
стенке при постоянном напоре. Коэффициенты
сопротивления, сжатия, скорости, расхода.
4.2. Истечение жидкости через насадки. Насадки
различных типов. Истечение при переменном
напоре.
3.
Раздел
5.
Гидравлический
расчет
трубопроводов:
5.1. Основное расчетное уравнение простого
трубопровода. Последовательное и параллельное
соединение трубопроводов.
5.2.
Сифонный
трубопровод.
Сложные
трубопроводы.
Определение
экономически
наивыгоднейшего
диаметра
трубопровода.
Трубопровод с насосной подачей.
4
1
6
1
2
0,5
3
0,5
Итого:
17
4
3.2. Практические (семинарские) занятия, их наименование, содержание
и объем в часах
Номер
Наименование
Раздел/Тема дисциплины
занятия темы
п/п
практического
занятия
1
Основные свойства Определение жидкости. Силы,
жидкости
действующие на жидкость.
Сжимаемость. Температурное
расширение.
2,3,4
Гидростатика
Свойства
давления
в
неподвижной
жидкости.
Уравнения равновесия жидкости
(уравнения
Эйлера).
Интегрирование
уравнений
Эйлера.
Поверхность равного давления.
Свободная
поверхность
жидкости. Основное уравнение
гидростатики. Закон Паскаля.
Приборы
для
измерения
давления.
Силы
давления
жидкости
на
плоские,
криволинейные стенки.
Закон
Архимеда. Плавание тел.
Объем часов
ОФО
ЗФО
2
1
3
1
4,5
Кинематика и
динамика
жидкости
Виды
движения
жидкости.
Гидравлические
Потери.
Основные понятия кинематики
жидкости.
Поток
жидкости.
Средняя
скорость.
Уравнение расхода. Уравнение
Бернулли для установившегося
движения идеальной жидкости.
Геометрическое и энергетическое
толкование уравнения Бернулли.
Уравнение Бернулли для потока
вязкой
жидкости.
Общие сведения о гидравлических
потерях. Виды гидравлических
потерь. Трубка Пито, водомер
Вентури.
4
0,5
6,7
Истечение
жидкости через
Истечение
жидкости
через
отверстие в тонкой стенке при
4
0,5
8,9
отверстия и
насадки
постоянном
напоре.
Коэффициенты
сопротивления,
сжатия,
скорости,
расхода.
Истечение
жидкости
через
насадки.
Насадки различных
типов. Истечение при переменном
напоре.
Гидравлический
расчет
трубопроводов
Основное расчетное уравнение
простого
трубопровода.
Последовательное
и
параллельное
соединение
трубопроводов.
Сифонный трубопровод.
Сложные трубопроводы.
Определение экономически
наивыгоднейшего диаметра
трубопровода. Трубопровод с
насосной подачей.
Итого:
4
1
17
4
3.3 Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах
Номер
лабораторной
работы
1
2,3
Наименование
лабораторной
работы
Основные свойства
жидкости
Раздел, тема лекционного курса
Объем часов
ОФО ЗФО
Определение жидкости. Силы,
действующие на жидкость.
Сжимаемость. Температурное
расширение.
2
1
Гидростатика
Свойства давления в неподвижной
жидкости. Уравнение равновесия
жидкости
(уравнение Эйлера).
Интегрирование уравнений Эйлера.
Поверхность равного давления.
Свободная поверхность жидкости.
Основное уравнение гидростатики.
Закон Паскаля.
Приборы для измерения давления.
Силы давления жидкости
на
плоские, криволинейные стенки.
Закон Архимеда. Плавание тел.
4
1
4,5
6,7
8,9
Итого
Кинематика и
Виды
движения
жидкости.
динамика жидкости Гидравлические
Потери.
Основные понятия
кинематики жидкости.
Поток жидкости. Средняя скорость.
Уравнение расхода.
Уравнение
Бернулли для
Установившегося
движения
идеальной жидкости.
Геометрическое и энергетическое
толкование
Уравнения Бернулли. Уравнение
Бернулли
для
потока вязкой
жидкости.
Общие
сведения
о
гидравлических потерях. Виды
гидравлических потерь. Трубка
Пито, водомер Вентури.
Истечение
Истечение
жидкости
через
жидкости
отверстие в тонкой стенке при
Через отверстия и
постоянном напоре. Коэффициенты
насадки
сопротивления, сжатия, скорости,
расхода.
Истечение жидкости через
насадки. Насадки различных типов.
Истечение при переменном напоре.
4
1
3
0,5
Гидравлический
расчет
трубопроводов
4
0,5
Основное
расчетное уравнение
простого
трубопровода.
Последовательное и параллельное
соединение трубопроводов.
Сифонный трубопровод.
Сложные трубопроводы.
Определение экономически
наивыгоднейшего диаметра
трубопровода. Трубопровод с
насосной подачей.
17
4
3.4. Самостоятельная работа студентов. Разделы, темы, перечень
примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной
работы. Сроки выполнения, объем в часах.
Разделы и темы
рабочей программы
самостоятельного
изучения
1. Определение жидкости.
Силы, действующие на
жидкость.
Давление
в
жидкости. Сжимаемость.
Температурное
расширение.
Перечень домашних заданий и
Сроки
других
вопросов
для выполнесамостоятельного изучения
ния
2. Свойства давления в
неподвижной
жидкости.
Дифференциальные
уравнения
равновесия
жидкости
(уравнения
Эйлера). Интегрирование
уравнений Эйлера.
Свойства гидростатического 5 семестр
давления.
Уравнения
равновесия
жидкости
(уравнения
Эйлера).
Интегрирование
уравнений
Эйлера.
6
12
3.
Виды
движения
жидкости. Гидравлические
потери. Основные понятия
кинематики жидкости.
Поток жидкости. Средняя
скорость.
Виды и формы движения 5 семестр
жидкости. Гидравлические
потери.
Основные понятия
кинематики жидкости.
Элементарная струйка, поток
жидкости. Средняя скорость.
6
10
3.
Общие сведения
о
гидравлических
потерях.
Виды
гидравлических
потерь.
Трубка
Пито,
водомер Вентури.
Общие
сведения
о 5 семестр
гидравлических
потерях.
Виды гидравлических потерь.
Трубка
Пито,
водомер
Вентури.
6
10
4.
Истечение жидкости
через отверстие в тонкой
стенке при постоянном
напоре.
Коэффициенты
сопротивления,
сжатия,
скорости, расхода.
Истечение жидкости через 5 семестр
отверстие в тонкой стенке
при
постоянном
напоре.
Коэффициенты
сопротивления,
сжатия,
скорости, расхода.
6
10
6
12
5. Основное
уравнение
Понятие жидкости. Силы, 5 семестр
действующие в жидкости.
Гидростатическое давление.
Сжимаемость. Температурное
расширение.
расчетное Основное
простого уравнение
расчетное 5 семестр
простого
Объем часов
ОФО
3
ЗФО
12
трубопровода.
Последовательное
и
параллельное соединение
трубопроводов.
трубопровода.
Последовательное
и
параллельное
соединение
трубопроводов.
5. Сифонный
трубопровод. Сложные
трубопроводы.
Определение
экономически
наивыгоднейшего
диаметра трубопровода.
Трубопровод с насосной
подачей.
Сифонный трубопровод.
Сложные трубопроводы.
Определение экономически
наивыгоднейшего диаметра
трубопровода. Трубопровод с
насосной подачей.
5 семестр
Итого
6
12
39
78
3.5. Курсовой проект
Студенты 3-го курса в 5 семестре выполняют курсовой проект
«Гидравлика, водоснабжения и водоотведение сооружений». Задание на
курсовой проект студент выбирает согласно его собственного шифра из
методических указаний на
курсовое проектирование или
получает
непосредственно от преподавателя.
3.6. Учебная практика
Учебная практика по предмету не предусмотрена учебным планом.
4. Учебно-методические материалы по дисциплине
4.1. Список основной и дополнительной литературы
а) основная литература
1.
Кудинов В.А. Гидравлика: учеб. пособие/ В.А. Кудинов, Э.М.
Карташов. – М.: Высш. шк., 2006. – 175 с.
2. Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод: учеб. пособие/ под ред.
С.П. Стесина. - М.:Академия, 2007. - 336 с.
б) дополнительная литература
3. Евдокимова В.А. Сборник задач по подземной гидравлике: учеб. пособие/
В.А. Евдокимова, И.Н. Кочина. – М.: Альянс, 2007. – 168 с.
4.2. Перечень методических указаний к проведению учебных занятий и
самостоятельной работы студентов.
Разработано методическое указание к выполнению курсового проекта по
дисциплине «Гидравлика, водоснабжение и водоотведение зданий»
4.3. Перечень методических указаний к проведению лабораторных
работ.
Отсутствует.
4.4. Перечень обучающих контролирующих компьютерных программ,
диафильмов кино и телефильмов, мультимедиа и т.п.
Отсутствует.
4.5. Раздаточный материал.
Тестовые задания по темам курса.
4.6. Примерный перечень вопросов к зачету (экзамену) по курсу
«Гидравлика» для ОФО и ЗФО
1. Определение жидкости. Основные физико-механические свойства
жидкостей.
2. Силы, действующие в жидкости.
3. Гидростатическое давление и его свойства.
4. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости (уравнения Эйлера).
5. Давление абсолютное и избыточное, вакуум, связь между ними.
Методы и приборы для измерения давления.
6. Основное уравнение гидростатики.
7. Закон Паскаля.
8. Применение закона Паскаля в гидравлических прессах, гидроцилиндрах.
9. Интегрирование уравнений Эйлера для случаев относительного равновесия
жидкости.
10. Сила давления жидкости на криволинейную поверхность произвольной
формы.
11. Сила давления жидкости на плоскую стенку произвольной формы.
12. Центр давления и определение его координат.
13. Уравнение неразрывности в переменных Эйлера.
14. Дифференциальные уравнения движения невязкой жидкости Эйлера.
15. Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости, его
геометрический и энергетический смысл.
16. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Коэффициент
Кориолиса.
17. Уравнение Бернулли в единицах давления, его энергетический смысл.
Виды гидравлических потерь.
18. Измерение расхода жидкости с помощью сужающих устройств:
диафрагмы,
водомера Вентури.
19. Режимы движения жидкости и основы гидродинамического подобия.
20. Критерии гидродинамического подобия.
21.Ламинарное движение жидкости в круглых трубах: распределение
скорости и
касательных напряжений, средняя и максимальная скорость.
22. Ламинарное движение жидкости в круглых трубах: потери напора,
коэффициент
гидравлического трения, значение коэффициента Кориолиса.
23. Внезапное расширение трубопровода (теорема Борда).
24. Общая формула потерь напора на трение и местных потерь (формула
Дарси-Вейсбаха). Потери напора при внезапном повороте потока.
25. Формулы для расчета коэффициента гидравлического трения и
коэффициентов
местных потерь при разных режимах движения.
26. Истечение жидкости через отверстия и насадки. Скорость, расход,
коэффициенты
сжатия и скорости.
27. Расчет времени опорожнения сосудов при постоянном и переменном
напорах.
28. Гидравлическая характеристика простого трубопровода, потребный
напор.
Основные задачи гидравлического расчета трубопроводов.
29. Расчет трубопроводов при последовательном и параллельном
соединении.
30. Сифонные трубопроводы.
Дополнения и изменения в рабочей программе
за_____________/____________учебный год
В рабочую программу_________________________________________________
(наименование дисциплины)
для специальности(тей)_______________________________________________
(номер специальности)
вносятся следующие дополнения и изменения:
Дополнения и изменения внес_____________________________________________
(должность, Ф.И.О., подпись)
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры_____________
_____________________________________________________________________________
(наименование кафедры)
«______»____________________201___г.
Заведующий кафедрой
___________________
(подпись)