ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТУРИЗМА И СЕРВИСА»
ФГОУВПО «РГУТиС»
Технический Факультет
Кафедра «Безопасность труда и инженерная экология»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
__________д.э.н., профессор Новикова Н.Г.
«_____»_______________________200__г.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
Дисциплина Гидравлика
Специальность 100101 «Сервис»Специализация 100101.08 «Сервис бытовых машин и приборов»
Специализация 100101.11 «Сервис технологических машин и оборудования»
Специализация 100101.13 «Сервис на предприятиях нефтегазового комплекса»
Специализация 100101.14 «Сервис в жилищной и коммунально-бытовой сфере»
Специализация 100101.15 «Сервис экосистем и природоохранных объектов»
Специальность 150408 «Бытовые машины и приборы»
Москва 2008г.
Методические рекомендации для преподавателя разработаны на основании Государственныого образовательного стандарта по специальности 100101 «Сервис», специализации 100101.08 «Сервис бытовых машин и приборов», cпециализации 100101.11 «Сервис технологических машин и оборудования», специализации 100101.13 «Сервис на предприятиях нефтегазового комплекса», специализации 100101.14 «Сервис в жилищной и коммунально-бытовой сфере», специализации 100101.15 «Сервис экосистем и природоохранных объектов»; по специальности 150408 «Бытовые машины и приборы».
Методические рекомендации для преподавателя рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Безопасность труда и инженерная экология»
Протокол № ____6___ «__7__»_____марта____2008г.
Зав кафедрой д.т.н., профессор Пелевин Ф.В.
Методические рекомендации для преподавателя одобрены Учебно-методическим советом ФГОУВПО «РГУТиС»
Протокол № ________ «____»_______________200_г.
Методические рекомендации для преподавателя разработал:
Преподаватель кафедры
«Безопасность труда и
инженерная экология» к.т.н., доцент Зайцева Е.К.
Согласовано:
Зам. проректора - начальник
Учебно-методического управления к.э.н. доцент Дуборкина И.А.
Начальник
Методического отдела Рыженок Н.В.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
по проведению лекций по курсу ГИДРАВЛИКА
Курс «Гидравлика» ведется с целью ознакомления студентов с необходимыми теоретическими и практическими знаниями, позволяющими расчитывать характеристики, выбирать и эксплуатировать гидротехническое оборудование, используемое в системе сервиса.
Курс «Гидравлика» рассматривает вопросы, связанные с законами равновесия и движения жидких и газообразных тел, и применением этих законов для решения технических задач.
Тема 1: Основные физические свойства жидкостей и газов.
ЦЕЛЬ:Способствовать формированию умений по использованию физических свойств жидкости и газов при решении инженерных задач.
ЗАДАЧИ:
рассмотреть место и роль дисциплины в системе наук, ее практическое значение, гипотезу сплошности; плотность, удельный вес, поверхностное натяжение, сжимаемость, вязкость, стабильность, испаряемость жидкости;
обучить определению физических свойств жидкости в зависимости от давления и температуры;
изучить ньютоновские и неньютоновские жидкости, растворимость газов в жидкостях, требования к рабочим жидкостям гидроприводов.
СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ: печатные, демонстрационные, мультимедийные.
МЕТОД ОБУЧЕНИЯ: словесный, наглядный, репродуктивный, активный.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ:
до изучения темы: математику, физику, химию;
после изучения темы: основные физические свойства жидкостей и газов (плотность, удельный вес, поверхностное натяжение, тепловое расширение, сжимаемость, вязкость, стабильность, испаряемость жидкости)
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
В чем состоит отличие жидкостей от твердых тел и газов? При каких условиях применима гипотеза сплошности?
Какую жидкость называют идеальной? В чем смысл гипотезы вязкого трения Ньютона? Какова связь между динамическим и кинематическим коэффициентами вязкости жидкости?
Физический смысл коэффициента динамической вязкости? Отличие ньютоновской жидкости от неньютоновской?
Что называют плотностью, удельным весом, теплововым расширением, сжимаемостью, вязкостью жидкости?
Как зависит сжимаемость жидкости от давления?
Как зависит испаряемость жидкости от давления и температуры?
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРАа) основная литература:
Зайцева Е.К., Пелевин Ф.В. Основы гидравлики. Часть 1. Физические свойства жидкостей и газов. Гидростатика: Учебное пособие. М.:ФГОУВПО «РГУТиС», 2007. - 151с.
Солоденков С.В. Рабочие жидкости гидроприводов: Учебное пособие, Волгоград:ГОУВПО «МГУС» (филиал), 2006. – 28с.
б) дополнительная литература:
Осипов П.Е. Гидравлика, гидравлические машины и гидропривод.-М.: Лесн. пром-ть, 1981.-424с.
Методические рекомендации: При разработке данного раздела следует подчеркнуть, что свойства жидкостей и их отличие от твердых тел и газов обусловлены молекулярным строением. Необходимо отметить, каким образом особенности молекулярного строения влияют на физические свойства.
Тема 2: Гидростатика (Определение давления в покоящейся жидкости. Основное уравнение гидростатики. Законы Паскаля, Архимеда, сообщающихся сосудов.)
ЦЕЛЬ:Способствовать формированию умений по использованию основного уравнения гидростатики, законов Паскаля, Архимеда и сообщающихся сосудов при решении инженерных задач.
ЗАДАЧИ:
рассмотреть условия относительного и абсолютного покоя жидкости, виды и свойства гидростатического давления, способы его измерения, зависимость гидростатического давления от глубины погружения под свободную поверхность жидкости;
обучить определению выталкивающей силы, действующей на погруженные в жидкость тела, графическому изображению давления;
изучить влияние давления, которое возникает на граничной поверхности жидкости, находящейся в равновесии, на частицы жидкости в ее объеме.
СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ: печатные, демонстрационные, мультимедийные..
МЕТОД ОБУЧЕНИЯ: словесный, наглядный, репродуктивный, активный.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ:
до изучения темы: основные физические свойства жидкостей и газов;
после изучения темы: уравнение равновесия жидкости в поле земного тяготения, приборы для измерения давления. основное уравнение гидростатики, законы Паскаля, Архимеда и сообщающихся сосудов, графическое изображение давления.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Каковы свойства гидростатического давления?
Назовите виды гидростатического давления. В каких единицах системы СИ оно измеряется?
Каковы соотношения между абсолютным давлением, вакуумметрическим и избыточным?
Укажите уравнение равновесия жидкости в поле земного тяготения.
Что такое поверхность равного давления?
Какова форма поверхности равного давления при абсолютном покое жидкости, в случае движения сосуда по горизонтальной поверхности с ускорением, при вращении сосуда вокруг вертикальной оси?
Какими приборами измеряют давление жидкости?
Какие виды пьезометров существуют? Для чего они предназначены?
Чем отличается гидростатический напор от пьезометрического? Запишите основное уравнение гидростатики.
Как формулируется закон Паскаля и какова его связь с основным уравнением гидростатики?
Приведите пример гидравлической установки, действие которой основано на законе Паскаля.
Как формулируется закон Архимеда.
Как устанавливается поверхность равного даления в сообщающихся сосудах сразнородными жидкостями?
Как строится эпюра давления жидкости на плоскую стенку?
Какой вид имеет эпюра избыточного гидростатического давления для случая наклонной стенки?
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРАа) основная литература:
1. Зайцева Е.К., Пелевин Ф.В. Основы гидравлики. Часть 1. Физические свойства жидкостей и газов. Гидростатика: Учебное пособие. М.:ФГОУВПО «РГУТиС», 2007. - 151с.
б) дополнительная литература:
2. Осипов П.Е. Гидравлика, гидравлические машины и гидропривод.-М.: Лесн. пром-ть, 1981.-424с.
Методические рекомендации: При разработке данного раздела следует обратить внимание на то, что покоящаяся жидкость не воспринимает касательных и растягивающих усилий, а также, как устанавливается уровень жидкости в сообщающихся сосудах с однородной и разнородными жидкостями, и разъяснить, как в этих случаях можно установить положение поверхности равного давления. Необходимо разъяснить также, что на законе Паскаля основан принцип работы ряда гидравлических устройств, таких как: гидравлический пресс, гидравлический домкрат, гидроаккумулятор.
Тема 3: Гидростатика (Действие жидкости на ограждающие ее поверхности.)
ЦЕЛЬ: Способствовать формированию умений по определению сил гидростатического давления жидкости на поверхности при решении инженерных задач.
ЗАДАЧИ:
Рассмотреть гидростатический парадокс.
Обучить определению величины и точки приложения силы гидростатического давления на произвольно ориентированные плоские и криволинейные поверхности.
Изучить методы определения силы гидростатического давления на стенку сосуда сложной формы и сосуда, содержащего несколько жидкостей.
СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ: печатные, демонстрационные, мультимедийные.
МЕТОД ОБУЧЕНИЯ: словесный, наглядный, репродуктивный, активный.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ:
до изучения темы: основные законы гидростатики.
после изучения темы: методы определения величины и точки приложения силы гидростатического давления на произвольные поверхности.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
В чем суть гидростатического парадокса?
Чему равна величина силы гидростатического давления жидкости на плоские горизонтальные поверхности?
Чему равна величина силы гидростатического давления жидкости на плоские вертикальные поверхности?
Чему равна величина силы гидростатического давления жидкости на плоские наклонные поверхности?
Как определить точку приложения силы гидростатического давления на плоскую наклонную стенку?
Чему равна величина силы гидростатического давления жидкости на криволинейную поверхность?
Как определить точку приложения суммарной силы гидростатического давления на криволинейную поверхность?
Что такое центр давления?
Что такое эксцентриситет?
Почему центр давления всегда находится ниже центра тяжести смоченной поверхности плоской вертикальной стенки?
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРАа) основная литература:
Зайцева Е.К., Пелевин Ф.В. Основы гидравлики. Часть 1. Физические свойства жидкостей и газов. Гидростатика: Учебное пособие. М.:ФГОУВПО «РГУТиС», 2007. - 151с.
б) дополнительная литература:
Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М.: Машиностроение, 1982.-423с.
Осипов П.Е. Гидравлика, гидравлические машины и гидропривод.-М.: Лесн. пром-ть, 1981.-424с.
Методические рекомендации: При разработке данного раздела следует подчеркнуть, что центр давления не совпадает с центом тяжести смоченной поверхности плоской вертикальной стенки. Обратить внимание на способы построения тела давления. Разъяснить, как проходят линии действия горизонтальной и вертикальной составляющих суммарной силы гидростатического давления на криволинейную поверхность.
Тема 4: Гидродинамика (виды движения жидкости. Основные гидродинамические понятия. Уравнение сохранения расхода.)
ЦЕЛЬ:Способствовать формированию умений по использованию уравнения сохранения расхода при решении инженерных задач.
ЗАДАЧИ:
Рассмотреть виды движения жидкости, основные гидродинамические понятия (живое сечение потока, смачиваемый периметр, гидравлический радиус, эквивалентный диаметр, расход, местная и средняя скорость) уравнение сохранения расхода.
Обучить использованию уравнения сохранения расхода при решении инженерных задач.
Изучить методы и приборы для измерения расхода жидкости.
СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ: печатные, демонстрационные, мультимедийные.
МЕТОД ОБУЧЕНИЯ: словесный, наглядный, репродуктивный, активный.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ:
до изучения темы: гидростатику.
после изучения темы: виды движения жидкости, основные гидродинамические понятия, уравнение сохранения расхода.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Дайте определение и приведите примеры основных видов движения жидкости: установившегося и неустановившегося, напорного и безнапорного, равномерного и неравномерного.
Что такое линия тока, трубка тока, элементарная струйка?
При каких условиях сохраняется постоянство расхода вдоль потока?
Что такое местная и средняя скорость?
Что такое живое сечение и смоченный периметр?
Напишите уравнение сохранения расхода.
Как определить соотношение диаметров и скоростей в трубопроводах?
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРАа) основная литература:
Зайцева Е.К., Пелевин Ф.В. Основы гидравлики. Часть 2. Гидродинамика. Работа насоса на сеть: Учебное пособие. М.:ФГОУВПО «РГУТиС», 2007. - 182с.
Калицун В.И., Кедров В.С. Гидравлика, водоснабжение и канализация. М.:Стройиздат, - 2004. - 359с.
б) дополнительная литература:
Штеренлихт Д.В. Гидравлика: Учебник для вузов. - М.:Энергоатомиздат, 1984.-640с.
Методические рекомендации: При разработке данного раздела следует подчеркнуть цель введения понятия средней скорости и эквивалентного диаметра, обратить внимание на соотношение гидравлического радиуса и эквивалентного диаметра, разъяснить применение уравнения сохранения расхода для определения диаметров и скоростей в трубопроводах.
Тема 5: Гидродинамика (Уравнение Бернулли для идеальной и реальной жидкостей. Режимы движения жидкости. Понятие о гидравлически гладких и гидравлически шероховатых трубах.)
ЦЕЛЬ: Способствовать формированию умений по применению уравнения Бернулии и определению режима движения жидкости.при решении инженерных задач.
ЗАДАЧИ:
рассмотреть геометрическую и энергетическую интерпретацию уравнения Бернулли; основы теории подобия (критерии подобия, число Рейнольдса);
обучить выбору положения сечений и плоскости сравнения для записи уравнения бернулли и определению режима движения жидкости в трубопроводе;
изучить понятия о гидравлическом и пьезометрическом уклонах, о критическом режиме движения жидкости, о движении в области гидравлически гладких и гидравлически шероховатых труб.
СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ: печатные, демонстрационные, мультимедийные.
МЕТОД ОБУЧЕНИЯ: словесный, наглядный, репродуктивный, активный.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ:
до изучения темы: виды движения жидкости, основные гидродинамические понятия, уравнение сохранения расхода;
после изучения темы: применение уравнения Бернулли для определения параметров сети, особенности движения жидкости при ламинарном и турбулентном режимах.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Запишите уравнение Бернулли для идеальной жидкости.
Какую жидкость называют идеальной?
Запишите уравнение Бернулли для реальной жидкости.
Приведите основные отличия в записи уравнения Бернулли для идеальной жидкости и реальной жидкости.
Что такое полный, пьезометрический и скоростной напоры?
Объясните физический смысл коэффициента Кориолиса.
Какие значения принимает коэффициент Кориолиса?
Объясните смысл понятий: пьезометрический и гидравлический уклон.
Может ли быть отрицательным пьезометрический уклон, гидравлический уклон?
Когда линии полного и пьезометрического напоров параллельны друг другу?
Каковы причины возникновения потерь напора при движении реальной жидкости?
От каких характеристик потока зависит режим движения жидкости?
В чем состоит отличие турбулентного движения от ламинарного движения?
Поясните физический смысл и практическое значение критерия Рейнольдса?
Как распределяются скорости по сечению потока при ламинарном движении жидкости? Каково соотношение между максимальной и средней скоростями?
Как распределяются скорости по сечению потока при турбулентном движении жидкости? Каково соотношение между максимальной и средней скоростями?
При каком режиме имеет место большая неравномерность скоростей?
Объясните понятие гидравлически гладкие трубы.
Объясните понятие гидравлически шероховатые трубы.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
а) основная литература:
Зайцева Е.К., Пелевин Ф.В. Основы гидравлики. Часть 2. Гидродинамика. Работа насоса на сеть: Учебное пособие. М.:ФГОУВПО «РГУТиС», 2007. - 182с.
б) дополнительная литература:
Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М.: Машиностроение, 1982.-423с.
Осипов П.Е. Гидравлика, гидравлические машины и гидропривод.-М.: Лесн. пром-ть, 1981.-424с.
Штеренлихт Д.В. Гидравлика: Учебник для вузов. - М.:Энергоатомиздат, 1984.-640с.
Методические рекомендации: При разработке данного раздела следует подчеркнуть, что уравнение Бернулли представляет собой частный случай уравнения сохранения энергии; важность теории подобия при моделировании реального процесса. Необходимо обратить внимание на отличия записи уравнения Бернулли вслучае идеальной и реальной жидкостей, разъяснить физический смысл коэффициента Кориолиса и физический смысл числа Рейнольдса, а также механизм турбулентного перемешивания и пульсации скоростей..
Тема 6: Гидродинамика (Потери напора. Гидравлические сопротивления. Частные случаи местных гидравлических сопротивлений.)
ЦЕЛЬ: Способствовать формированию умений по выбору формулы для гидравлического коэффициента трения и определению коэффициента местного сопротивления для частных случаев при решении инженерных задач.
ЗАДАЧИ:
рассмотреть физическую природу и классификацию гидравлических сопротивлений, структуру формул для вычисления потерь энергии (напора), условия возникновения местных гидравлических сопротивлений;
обучить нахождению потерь напора по длине потока, потерь напора на местных сопротивлениях и суммарных потерь напора, применению формулы Борда для расчета потерь напора при внезапном расширении потока и формулы Борда-Карно для расчета потерь напора при внезапном сужении потока;
изучить наиболее употребительные формулы для гидравлического коэффициента трения, особенности расчета потерь напора в диффузоре, конфузоре, отводе, колене.
СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ: печатные, демонстрационные, мультимедийные.
МЕТОД ОБУЧЕНИЯ: словесный, наглядный, репродуктивный, активный.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ:
до изучения темы: особенности движения жидкости при ламинарном и турбулентном режимах;
после изучения темы: наиболее употребительные формулы для гидравлического коэффициента трения, частные виды местных сопротивлений: внезапное сужение, внезапное расширение, конфузоры, диффузоры, отводы, колена.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Какие существуют виды потерь напора?
Какие параметры влияют на гидравлические сопротивления?
Что такое абсолютная шероховатость?
Дайте понятие относительной шероховатости.
Какой формулой выражаются потери напора на местных сопротивлениях?
Какой формулой выражаются потери напора по длине потока?
Объясните физический смысл коэффициента гидравлического трения.
Чему равен коэффициент гидравлического трения при ламинарном режиме движения жидкости?
Какие сопротивления называют местными?
Как определить потери напора при внезапном расширении трубопровода?
В каком сечении берется средняя скорость, входящая в формулу потерь при внезапном расширении трубопровода?
Как определить потери напора при внезапном сужении трубопровода?
В каком сечении берется средняя скорость, входящая в формулу потерь при внезапном сужении трубопровода?
В чем состоит принцип наложения потерь?
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРАа) основная литература:
Зайцева Е.К., Пелевин Ф.В. Основы гидравлики. Часть 2. Гидродинамика. Работа насоса на сеть: Учебное пособие. М.:ФГОУВПО «РГУТиС», 2007. - 182с.
Калицун В.И., Кедров В.С. Гидравлика, водоснабжение и канализация. М.:Стройиздат, - 2004. - 359с.
б) дополнительная литература:
Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М.: Машиностроение, 1982.-423с.
Штеренлихт Д.В. Гидравлика: Учебник для вузов. - М.:Энергоатомиздат, 1984.-640с.
Методические рекомендации: При разработке данного раздела следует подчеркнуть единый источник гидравлических сопротивлений, обратить внимание на общую структуру формул для нахождения потерь напора, на условия возникновения местных гидравлических сопротивлений, разъяснить зависимость коэффициента гидравлического трения от режима движения жидкости.
Тема 7: Гидродинамика (Истечение жидкости через отверстия, насадки. Типы трубопроводов)
ЦЕЛЬ: Способствовать формированию умений по использованию выведенных из уравнения Бернулли формул для определения расхода и скорости истечения и по применению трубопроводов разных типов при решении инженерных задач.
ЗАДАЧИ:
рассмотреть вывод формул для истечения жидкости через отверстия и насадки из уравнения Бернулли, схемы трубопроводов разных типов;
изучить особенности истечения жидкости в зависимости от вида насадков и отверстий.
обучить использованию выведенных из уравнения Бернулли формул для расхода и скорости истечения через отверстия и насадки, расчету гидравлически коротких и гидравлически длинных трубопроводов.
СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ: печатные, демонстрационные, мультимедийные.
МЕТОД ОБУЧЕНИЯ: словесный, наглядный, репродуктивный, активный.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ:
до изучения темы: наиболее употребительные формулы для гидравлического коэффициента трения, частные виды местных сопротивлений: внезапное сужение, внезапное расширение, конфузоры, диффузоры, отводы, колена;
после изучения темы: особенности истечения жидкости в зависимости от вида насадков и отверстий, использование выведенных из уравнения Бернулли формул для расхода и скорости истечения, особенности расчета гидравлически коротких и гидравлически длинных трубопроводов, преимущества и недостатки применения трубопроводов разных типов.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Что такое коэффициент скорости истечения?
Что такое коэффициент расхода?
Каков физический смысл коэффициента сжатия струи?
Как связаны между собой коэффициенты сопротивления, сжатия, скорости истечения и расхода?
Назовите виды насадков.
Назовите виды отверстий.
Какие трубопроводы называют простыми и сложными?
Назовите особенности расчета гидравлически коротких трубопроводов.
Назовите особенности расчета гидравлически длинных трубопроводов.
Какие трубопроводы относят к гидравлически длинным?
Какие трубопроводы относят к гидравлически коротким?
Назовите преимущества и недостатки тупиковых и кольцевых трубопроводов.
Приведите схему трубопровода с насосной подачей жидкости.
В чем особенность расчета трубопровода с непрерывной раздачей жидкости?
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРАа) основная литература:
Зайцева Е.К., Пелевин Ф.В. Основы гидравлики. Часть 2. Гидродинамика. Работа насоса на сеть: Учебное пособие. М.:ФГОУВПО «РГУТиС», 2007. - 182с.
б) дополнительная литература:
Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М.: Машиностроение, 1982.-423с.
Осипов П.Е. Гидравлика, гидравлические машины и гидропривод.-М.: Лесн. пром-ть, 1981.-424с.
Методические рекомендации: При разработке данного раздела следует подчеркнуть связь между коэффициентами сопротивления, сжатия, скорости истечения и расхода; обратить внимание на виды сжатия струи, разъяснить отличия малого и большого отверстий, отверстий в толстой и тонкой стенке; следует выделить особенности расчета гидравлически длинных и коротких трубопроводов,. разъяснить отличие между трубопроводами разного типа и особенности их применения, обратить внимание на отличие разомкнутого и замкнутого трубопроводов с насосной подачей..
Тема 8: Гидродинамика (Графоаналитический расчёт простого трубопровода. Последовательное и параллельное соединение простых трубопроводов. Характеристика сети.)
ЦЕЛЬ: Способствовать формированию умений по применению уравнения Бернулли, формул для определения потерь напора и уравнения сохранения расхода графоаналитического метода при расчете напорного трубопровода.
ЗАДАЧИ:
рассмотреть три типа задач, встречающихся при расчете напорного трубопровода; последовательное и параллельное соединение простых трубопроводов;
обучить методике решения задач каждого типа, построению характеристики трубопровода
изучить понятие эквивалентной и расчетной длины трубопровода, применение расходной характеристики трубопровода при решении инженерных задач.
СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ: печатные, демонстрационные, мультимедийные.
МЕТОД ОБУЧЕНИЯ: словесный, наглядный, репродуктивный, активный.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ:
до изучения темы: особенности расчета гидравлически коротких и гидравлически длинных трубопроводов, преимущества и недостатки применения трубопроводов разных типов
после изучения темы: три типа задач, встречающихся при расчете напорного трубопровода, методику решения задач каждого типа, применение графоаналитического метода при расчёте трубопровода.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Какие параметры трубопровода необходимо определить в задаче каждого типа?
Изложите методику решения задач первого типа.
Изложите методику решения задач второго типа.
Изложите методику решения задач третьего типа.
Что называется расходной характеристикой трубопровода?
При решении задач какого типа используют метод последовательного приближения?
Какова особенность расчета трубопровода с последовательным соединением линий?
Какова особенность расчета трубопровода с параллельным соединением линий?
Какова особенность расчета трубопровода с параллельно-последовательным соединением линий?
Что называют характеристикой трубопровода?
Какой вид имеет характеристика трубопровода при ламинарном движении жидкости?
Какой вид имеет характеристика трубопровода при турбулентном движении жидкости?
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРАа) основная литература:
Зайцева Е.К., Пелевин Ф.В. Основы гидравлики. Часть 2. Гидродинамика. Работа насоса на сеть: Учебное пособие. М.:ФГОУВПО «РГУТиС», 2007. - 182с.
Калицун В.И., Кедров В.С. Гидравлика, водоснабжение и канализация. М.:Стройиздат, - 2004. - 359с.
б) дополнительная литература:
Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М.: Машиностроение, 1982.-423с.
Осипов П.Е. Гидравлика, гидравлические машины и гидропривод.-М.: Лесн. пром-ть, 1981.-424с.
Штеренлихт Д.В. Гидравлика: Учебник для вузов. - М.:Энергоатомиздат, 1984.-640с.
Методические рекомендации: При разработке данного раздела следует подчеркнуть, что расчет суммарных потерь напора в трубопроводе производится по суммарной длине действительных и эквивалентных участков; следует обратить внимание, какие параметры трубопровода являются известными и какой параметр нужно определить в задаче каждого типа; необходимо разъяснить сущность метода последовательных приближений.
Тема 9: Гидромашины (Виды насосов. Выбор насоса, обеспечивающего заданный режим работы сети. Характеристики насоса. Работа насоса на сеть. Регулирование)
ЦЕЛЬ: Способствовать формированию умений по выбору насоса, обеспечивающего заданный режим работы сети.
ЗАДАЧИ:
рассмотреть основные параметры насоса: подачу, напор, потребляемую и полезную мощности, КПД, частоту вращения, коэффициент быстроходности;
обучить определению основных параметров насоса;
изучить области применения насосов в зависимости от коэффициента быстродействия, работу насоса на сеть и особенности регулирования центробежных насосов.
СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ: печатные, мультимедийные.
МЕТОД ОБУЧЕНИЯ: словесный, наглядный, репродуктивный, активный.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ:
до изучения темы: построение характеристики сети;
после изучения темы: выбор насоса, обеспечивающего заданный режим работы сети, характеристики насоса; работу насоса на сеть..
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Какие существуют виды насосов?
Какие насосы относят к объемным?
Какие насосы относят к динамическим?
Что называют подачей насоса?
Каков физический смысл напора насоса?
Чем отличаются полезная и потребляемая мощности насоса?
Что называют коэффициентом быстродействия насоса?
Что такое высота всасывания насоса?
Что называют запасом напора, необходимым для исключения кавитации (в центробежных насосах)?
В каком случае используется технико-экономическое сравнение вариантов при выборе насоса? В чем оно заключается?
Укажите методы регулирования подачи центробежных насосов и расскажите об их физической сущности.
Как найти подачу и напор (рабочую точку) при работе центробежного насоса на сеть?
Как найти подачу и напор (рабочую точку) при работе на сеть двух центробежных насосов, соединенных последовательно?
Как найти подачу и напор (рабочую точку) при работе на сеть двух центробежных насосов, соединенных параллельно?
В чем заключаются соотношения подобия для лопастных машин.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРАа) основная литература:
Зайцева Е.К., Пелевин Ф.В. Основы гидравлики. Часть 2. Гидродинамика. Работа насоса на сеть: Учебное пособие. М.:ФГОУВПО «РГУТиС», 2007. - 182с.
б) дополнительная литература:
Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М.: Машиностроение, 1982.-423с.
Осипов П.Е. Гидравлика, гидравлические машины и гидропривод.-М.: Лесн. пром-ть, 1981.-424с.
Методические рекомендации: При разработке данного раздела следует обратить внимание на определение напора, его физический смысл и размерность на применение формул подобия для пересчета характеристик насосове; подчеркнуть различие между потребляемой и полезной мощностями; разъяснить физический смысл коэффициента полезного действия, а также влияние кавитации на работу насоса и физическую сущность кавитационного запаса, выделить методы регулирования подачи центробежных насосов и их физическую сущность.
15