Программа учебной дисциплины «гидравлика и аэромеханика» Направление: 150400 «Металлургия»

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Утверждаю

_____________________

Руководитель ООП

по направлению 150400

зав.кафедрой металлургии

проф. В.М. Сизяков

ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ГИДРАВЛИКА И АЭРОМЕХАНИКА»

Направление: 150400 «Металлургия»

Профиль: «Металлургия цветных металлов»

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

Составитель: доц. Е.В. Сизякова

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

ГИДРАВЛИКА И АЭРОМЕХАНИКА

Составитель: доц. Е.В.СИЗЯКОВА

Кафедра металлургии

1. Цели и задачи дисциплины:

Знание гидравлики и аэромеханики необходимо инженеру-металлургу для понимания, описания и расчетов процессов металлургического производства, а также для проектирования и правильной эксплуатации многообразного оборудования для транспортировки жидкостей и газов, используемого на металлургических предприятиях

2. Место дисциплины в структуре ООП: дисциплина относится к вариативной части математического и естественнонаучного цикла (ЕН.Р.00). Для изучения дисциплины студент должен обладать входными знаниями по математике, физике, информатике.

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: ОК-6, ПК-1, ПК-4, ПК-10, ПК-18, ПК-19. ПК-20, ПК-21, ПК-22, ПК-25.

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:основные механические свойства жидкостей и газов и факторы, на эти свойства влияющие; законы равновесия жидких и газообразных сред; основные законы движения сплошной среды; режимы движения жидкостей и газов и структурные особенности потоков этих сред; закономерности, описывающие потери энергии при их движении; законы истечения жидких и газообразных сред; характеристики движения жидкостей и газов по трубопроводам и каналам.

Уметь:проводить экспериментальные исследования в области механики жидкостей и газов, пользоваться экспериментальной аппаратурой; проектировать системы подачи и эвакуации жидких и газообразных сред и определять необходимые для этого параметры энергетической аппаратуры, оценить энергетические характеристики покоящейся и движущейся жидкости.

Владеть:методиками расчета равновесия жидкостей и газов, движения этих сред в трубопроводах и каналах, их истечения через отверстия и сопла; элементами расчета простых и сложных трубопроводов.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы.

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

4

Аудиторные занятия (всего)

90

90

В том числе:

Лекции

36

36

Практические занятия (ПЗ)

18

18

Семинары (С)

Лабораторные работы (ЛР)

36

36

Самостоятельная работа (всего)

54

54

В том числе:

-

-

Курсовой проект (работа)

Расчетно-графические работы

Реферат

Другие виды самостоятельной работы

54

54

Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)

экзамен

Экзамен

Общая трудоемкость час

зач. ед.

144

4

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1.

Введение

Предмет гидравлики и аэромеханики. Роль и место гидроаэромеханики в металлургическом производстве.

2.

Элементы технической термодинамики

Строение жидкостей и газов с позиций современной физики. Сжимаемые и несжимаемые (капельные) жидкости. Законы объемного сжатия и теплового расширения жидкостей и газов. Плотность, удельный вес, удельный объем. Идеальные и реальные жидкости. Закон внутреннего трения Ньютона. Вязкость жидкостей и газов. Газовые законы. Уравнение газового состояния. Параметры газовой смеси. Основные уравнения первого начала термодинамики. Теплоемкость системы. Изохорная и изобарная, истинная и средняя теплоемкости газов. Политропный газовый процесс и его частные случаи. Уравнения политропы. Теплота, работа, изменение внутренней энергии и энтальпии в газовых процессах. Диаграммы T-V и T-S газовых процессов. Водяной пар и влажный газ, их основные характеристики.

3

Статика жидкостей и газов

Гидростатическое давление в точке и его свойства. Основные уравнения статики жидкостей и газов. Сообщающиеся сосуды и равновесия в них жидкостей и газов. Статика дымовой трубы. Измерение давления сообщающимися сосудами. Избыточное давление, разрежение, вакуум. Единицы измерения давления. Закон Паскаля. Сила давления жидкости на плоскую и криволинейную стенки. Закон Архимеда и плавание тел. Относительное равновесие жидкостей. Удельная энергия жидкостей. Напоры покоящейся жидкости.

4

Основные законы гидроаэродинамики

Основные понятия гидродинамики. Уравнения: неразрывности, движения идеальной жидкости Эйлера, Бернулли, движения вязкой жидкости Навье-Стокса, изменения количества движения. Использование уравнений в инженерных задачах.

5

Энергия потоков

Напоры движущейся жидкости. Общее уравнение энергии для потока сплошной жидкости. Уравнение энергии для потока несжимаемой жидкости. Уравнение Бернулли для потока несжимаемой жидкости. Уравнение энергии для напорного и безнапорного течения жидкости. Диаграммы напоров. Полный напор насосной установки. Уравнение энергии для потока газа в общем виде, в механической (уравнение Бернулли для газа) и термической (уравнение энтальпий) формах. Располагаемая работа газового потока. Изотермическое и адиабатическое течение потоков газа. Полная работа сжатия воздухоподающих машин.

6

Гидравлические сопротивления

Виды гидравлических сопротивлений. Потери напора на трение; формула Дарси-Вейсбаха. Режимы движения жидкости. Структура ламинарного и турбулентного потоков. Закон распределения касательных напряжений по поперечному сечению потока. Параметры потока и потери напора на трение при ламинарном течении в трубах. Потери напора на трение при турбулентном режиме течения. Потери на трение при движении газов. Расчет газопроводов и газоходов. Расчет безнапорных каналов. Местные гидравлические сопротивления и их расчет.

7

Гидравлический расчет трубопроводов

Классификация трубопроводов. Обобщенные параметры трубопроводов. Соединение трубопроводов. Расчет простых трубопроводов. Расчет длинных трубопроводов в квадратичной и неквадратичной области сопротивления. Основы расчета сложных трубопроводов. Расчет коротких трубопроводов. Расчет трубопроводов для газов при малых и больших перепадах давления. Расчет газоходов печей. Напорная характеристика трубопровода.

8

Истечение жидкостей и газов

Истечение жидкости через отверстия в тонкой стенке. Коэффициенты истечения. Истечение под уровень. Истечение жидкости через насадки. Особые случаи истечения жидкости. Истечение газов при малых и больших перепадах давления. Критические параметры истечения газов.

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п

Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин

№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

4

5

6

7

8

1.

Моделирование процессов и объектов в металлургии

х

х

х

х

х

2.

Металлургическая теплотехника

х

х

х

х

х

х

х

3.

Металлургическая гидроаппаратура

х

х

х

х

5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Лекц.

Практ.

зан.

Лаб.

зан.

Семин

СРС

Всего

час.

1.

Введение

2

-

2

4

2

Элементы технической термодинамики

4

2

8

8

24

3

Статика жидкостей и газов

6

4

8

8

28

4

Основные законы гидроаэродинамики

4

4

8

18

5

Энергия потоков

4

2

8

8

24

6

Гидравлические сопротивления

4

2

8

16

7

Гидравлический расчет трубопроводов

6

2

12

6

30

8

Истечение жидкостей и газов

6

2

6

18

6. Лабораторный практикум:

№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

Трудо-емкость

(час.)

1

2

Вводное занятие. Инструктаж ТБ и ОТ. Измерение физических свойств жидкостей

8

2

3

Изучение закономерностей распределения осевых составляющих скорости течения газа по поперченному сечению потока.

8

3

5

Определение коэффициента трения при движении газового потока по каналам.

8

4

7

Определение коэффициента местных сопротивлений

6

5

7

Снятие характеристики сети

6

7. Практические занятия (семинары)

№ п/п

№ раздела дисциплины

Тематика практических занятий (семинаров)

Трудо-емкость

(час.)

1

Элементы технической термодинамики

Решение задач

2

2

Статика жидкостей и газов

Решение задач

4

3

Основные законы гидроаэродинамики

Решение задач

4

4

Энергия потоков

Решение задач

2

5

Гидравлические сопротивления

Решение задач

2

6

Гидравлический расчет трубопроводов

Решение задач

2

7

Истечение жидкостей и газов

Решение задач

2

8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): не предусмотрены.

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература

1. А.А. Шеймак Гидравлика и гидропневмопривод. Ч.1. Основы механики жидкости игаза. Учебник. М.: МГИУ, 2006. 225 с.

2. А.Н. Радциг. Экспеиментальная гидроаэромеханика: Учебник для вузов. М.: Изд-во МАИ, 2004. 296 с.

3 Н.Н.. Лапшев. Гидравлика. Учебник для вузов. М.: Изд-во "Академич", 2007. 269с.

4. Д.В. Штеренлихт. Гидравлика: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. Изд-во "КолосС", 2006. 656с.

б) дополнительная литература

5. Л.Е. Стернин. Основы газовой динамики. М.: изд. МАИ, 1995. 332 с.

6. А.А. Гальнбек. Гидроаэромеханика в металлургическом производстве. Л.; РИО ЛГИ, 1991. 131 с.

7. А.Д. Альтшуль. Гидравлика и аэродинамика. / Альтшуль А.Д., Животовский А.С., Иванов Л.П. М.; Стройиздат, 1987. 414 с.

8. Б.Б. Некрасов. Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводу. /Некрасов Б.Б., Фатеев И.В., Беленов Ю.А. М.; Высшая школа, 1989. 192 с.

Материалы сети Internet.

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Компьютерный класс кафедры МЦМ, аудитории с мультимедийеым оборудованием.

11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

В качестве средств текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации предлагается проведение проверочных работ в форме тестов по каждому из разделов дисциплины, проведение контрольных работ по решению задач.

  1. Программа учебной дисциплины «металлургия легких металлов» Направление: 150400 «Металлургия»

    Программа
    Целью дисциплины является приобретение студентами знаний основ технологии легких металлов, а также навыков самостоятельного решения конкретных технологических задач при разработке аппаратурно-технологических схем их производства.

Другие похожие документы..