Рабочая программа дисциплины опд. Ф. 08 «Гидрогазодинамика» (код и наименование) icon

Рабочая программа дисциплины опд. Ф. 08 «Гидрогазодинамика» (код и наименование)


Смотрите также:
Рабочая программа дисциплины опд. Р. 01. «Машиностроительное черчение» (код и наименование)...
Рабочая программа дисциплины опд. Ф. 06 Метрология...
Рабочая программа дисциплины опд. Ф. 06 Метрология...
Рабочая программа дисциплины опд. Ф. 03 «Механика» (код и наименование)...
Рабочая программа дисциплина опд. Ф. 02. 04 «Гидравлика» (индекс и наименование дисциплины)...
Рабочая программа дисциплина опд. Ф. 02. 04 «Гидравлика» (индекс и наименование дисциплины)...
Рабочая программа дисциплина опд. Ф. 02. 04 «Гидравлика» (индекс и наименование дисциплины)...
Рабочая программа дисциплины опд. Ф. 07 «Перенос энергии и массы...
Рабочая программа дисциплина опд. Ф. 06 Метрология, стандартизация и сертификация (индекс...
Рабочая программа дисциплина опд. Ф. 06 Метрология, стандартизация и сертификация (индекс...
Рабочая программа дисциплина опд. Ф. 02 Метрология, стандартизация и сертификация (индекс...
Рабочая программа дисциплины «Зоология» Код дисциплины по учебному плану опд ф. 3...



Загрузка...
скачать
Федеральное агентство по образованию

Министерство образования и науки Российской Федерации

Орский гуманитарно-технологический институт

(филиал) государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»


Кафедра «Общепрофессиональных дисциплин»

(наименование кафедры – разработчика)






Утверждаю

Первый проректор

__________________ А.А. Уткин

(дата)



^

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА





дисциплины

ОПД.Ф.08 «Гидрогазодинамика»

(код и наименование)

Направление подготовки

650800 Теплоэнергетика

(код и название)

Специальность

140106 (101600) Энергообеспечение предприятий

(код и название)

Специализация


(присвоенный номер и название)

Факультет

механико–технологический

(указывается тот, где открыта специальность)

Форма обучения

очная, заочная

(дневная, вечерняя, заочная)






Орск 2007



ББК – 34.41

Б 332

УДК 621.01


Рецензент: доцент, к.т.н. В. И. Батрак


Б 332 Рабочая программа дисциплины «Гидрогазодинамика» /

сост.О. С. Ануфриенко. – Орск: ОГТИ 2007, –19 с.


Предназначена для преподавания дисциплины общепрофессиональной подготовки студентам специальности 140106 (101600) очной формы обучения в 6-ом семестре, заочной формы обучения в 5-ом семестре.

Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования (введенным в действие с 27.03.2000 г. №209 тех/дс Министерства образования РФ).


Составитель _____________ О. С. Ануфриенко

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «общепрофессиональных дисциплин» 12.12.2007 г. протокол № 4.

Зав. кафедрой _____________ Е. В. Баширова


Согласовано


Председатель методической

комиссии по специальности 140106 _____________ к.п.н. Г. Н. Синицина


2702020000 ББК – 34.41

Р --------------------  Ануфриенко О. С., 2007

6Л9 – 97


Содержание





^ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА 1

Орск 2007 2

Содержание 4

1.Пояснительная записка 6

1.1 Предмет изучения дисциплины 6

1.2 Цель преподавания дисциплины 6

1.3 Задачи изучения дисциплины 6

1.4 Место дисциплины в учебном процессе 6

2 Организационно-методические данные дисциплины 7

(по учебному плану, утвержденному на Ученом совете ОГТИ , 7

в УМО ). 7

Таблица 2.1 7

3 Содержание программы дисциплины 7

3.1Лекционные занятия 7

3.2 Практические занятия 9

3.3 Расчетно-графическая работа 9

4. Тематический план изучения дисциплины 10

(по учебному плану, утвержденному на Ученом совете ОГТИ________, в УМО _________) 10

Таблица 4.1 10

5 Программа самостоятельной работы 12

Реферат 12

Подобие гидромеханических процессов. 12

Турбулентность и ее основные статистические характеристики. 12

Письменный отчет 12

Реферат 13

Подобие гидромеханических процессов. 13

Турбулентность и ее основные статистические характеристики. 13

Письменный отчет 13

6 Рекомендуемая литература 13

6.1 Основная 13

6.2 Дополнительная 14

7 Рекомендуемые технические и электронные средства обучения и контроля знаний студентов 14

8. Контроль качества усвоения дисциплин 14

8.1. Контрольные вопросы для самопроверки 14

8.1.93 Основные элементы насосной установки. 18

8.1.94 Характеристика насоса. Номинальный режим работы насоса. 18

8.1.95 Допустимая область работы насоса. 18

8.1.96 Расширение области применения насоса. 18

8.1.97 Допустимая высота всасывания. 18

8.1.98 Характеристика сети. 18

8.1.99 Совместная работа насоса и сети. 18

8.1.100 Элементы простейшего гидропривода. 18

8.1.101 Схема управления гидроприводом. 18

8.1.102 Алгоритм проектирования гидропривода. 18

8.1.103 Гидравлические и пневматические системы, закон движения и 18

равновесия жидкостей и газов. 18

8.1.104 Классификация гидро - и пневмопередач, области их применения. 18

8.1.105 Гидравлические и пневматические системы. 18

8.1.106 Коэффициент полезного действия гидро- и пневмоприводов, методы 18

расчета чисел и усилий в приводах. 18

8.1.107 Особенности конструкций и расчетов на безопасность, прочность, на- 18

дежность и производительность, схемы воздухо- и водоснабжения 18

предприятий автомобильного транспорта, эксплуатация, обслужива- 18

ния. 18

8.2 Вопросы к зачету 18

20

9 Протокол согласования рабочей программы с последующими дисциплинами учебного плана 21

Таблица 9.1 21




  1. Пояснительная записка
^

1.1 Предмет изучения дисциплины


Предметом изучения дисциплины «Гидрогазодинамика» являются основные физические явления в механике, связанные с использованием газообразного и жидкого состояния вещества в гравитационном поле Земли.

^

1.2 Цель преподавания дисциплины


Дисциплина имеет целью изучение студентами закономерностей движения сплошных деформируемых сред при выполнении газодинамических и тепловых расчетов оборудования и измерительных систем тепловых и атомных станций, приобретение навыков расчетного и экспериментального исследования течений жидкостей и газов посредством физического и математического моделирования.

^

1.3 Задачи изучения дисциплины


В результате изучения дисциплины, в соответствии с требованиями квалификационной характеристики специальности 101600 студенты должен:

  • знать основные закономерности и уравнения движения жидкости и газа;

  • уметь применять уравнения и справочную литературу для расчета различных задач взаимодействия и между твердым телом и движущейся средой;

  • уметь рассчитывать газодинамические параметры в различных точках

движущейся среды и на поверхности обтекаемого тела;

  • уметь анализировать влияние начальных и конечных параметров и формы обтекаемой поверхности на эффективность работы элементов

энергетических установок;

  • уметь математически сформулировать конкретную задачу аэродина-

мических исследований и выполнить ее решение путем физического

или математического моделирования.

^

1.4 Место дисциплины в учебном процессе


Дисциплина базируется на таких естественно - научных и общепрофесиональных дисциплинах, как «Математика» (дифференциальная геометрия кривых и поверхностей, дифференциальное и интегральное исчисление, вероятность и статистика); «Физика»; «Информатика» (сбор, передача, обработка и накопление информации, алгоритмизация и программирование); «Теоретическая механика», «Материаловедение».


^ 2 Организационно-методические данные дисциплины

(по учебному плану, утвержденному на Ученом совете ОГТИ ,

в УМО ).

Таблица 2.1



^ Вид работы

Трудоемкость в часах

Очное

4 семестр

Заочное

5 семестр

1

2

3

4

1

Аудиторная работа










  1. Лекции

  2. Практические занятия

  3. Лабораторные работы

34

34

-

6

6

-

2

Внеаудиторная и самостоятельная работа










a) Расчетно-графическое задание

b) Самоподготовка (самостоятельное изучение разделов, проработка и повторение лекционного материала учебников и учебных пособий, подготовка к практическим и лабораторным работам и т.д.).

1

68

1

124

3

Общая трудоемкость дисциплин

136

136

4

Форма итогового контроля

зачет

зачет



3 Содержание программы дисциплины
    1. ^

      Лекционные занятия


3.1.1 Вводные сведения.

3.1.2 Основные физические свойства жидкостей и газов. Общие законы и уравнения статики, кинематики и динамики сплошных сред. Основные понятия и определения. Параметры потока. Свойства жидкостей, газов и паров. Основные термодинамические соотношения. Элементы кинематики сплошных сред. Методы изучения движения жидкости. Линии тока и вихревые линии. Деформация и вращение жидкой частицы. Теорема Гельмгольца.

3.1.3 Силы, действующие в жидкостях. Абсолютный и относительный покой (равновесие) жидких сред. Модель идеальной (невязкой) жидкости.

Вязкость жидкостей и газов. Реальная и идеальная (невязкая) жидкости.

Поверхностные и массовые силы. Тензор напряжений для вязкой и идеальной жидкости. Закон Паскаля. Жидкость в поле силы тяжести. Равновесие вращающейся жидкости. Закон Архимеда. Равновесие сжимаемой жидкости. Атмосфера в поле силы тяжести.

      1. Общая интегральная форма уравнений количества движения и мо-

мента количества движения (частные случаи).

      1. Подобие гидромеханических процессов. Теория физического подобия.

Теория размерности формулы Фурье. Определяющие параметры, -теорема подобия. Критерии подобия и моделирования. Роль подобия в теоретических и экспериментальных исследованиях.

      1. Общее уравнение энергии в интегральной и дифференциальной форме

(частные случаи).

3.1.7 Одномерные потоки жидкостей и газов. Одномерное установившееся движение жидкости. Роль одномерного анализа при решении технических задач. Основные уравнения. Скорость звука. Различные формы уравнения энергии. Изоэнтропийное течение. Параметры торможения и критические параметры. Газодинамические функции и газодинамические таблицы. Критический расход. Суживающее сопло и сопло Лаваля. Режимы течения и изменение параметров потока по длине сопла Лаваля. Переменный режим работы суживающегося сопла. Одномерные течения при различных воздействиях на поток. Установившееся течение сжимаемой вязкой жидкости в теплоизолированной трубе постоянного сечения. Критическая длина трубы. Распределение скоростей и давлений вдоль трубы. Течение идеальной сжимаемой жидкости в канале с постоянной площадью поперечного сечения и прямым скачком уплотнения. Расчет параметров течения в сопле Лаваля со скачком уплотнения.

3.1.8 Плоское (двумерное) движение идеальной жидкости. Уравнение количества движения в форме Громеки –Ламба. Вихревое и безвихревое течения. Соотношения Коши - Римана. Уравнение Бернулли и интеграл Коши -Лагранжа. Начальные и граничные условия уравнений идеальной жидкости. Функция тока, потенциал скорости и их свойства. Комплексный потенциал и комплексная скорость. Однородный поток, сток (исток), вихрь и диполь на плоскости. Применение теории функций комплексного переменного к расчету потоков. Обтекание цилиндра установившимся потоком идеальной жидкости на плоскости. Теорема Жуковского о подъемной силе. Вихри в идеальной жидкости.

      1. Уравнение движения для вязкой жидкости. Уравнение движения для

вязкой несжимаемой жидкости.

3.1.10 Пограничный слой. Дифференциальное уравнение пограничного слоя. Гипотеза о пограничном слое. Основные особенности и допущения. Распределение скоростей в пограничном слое. Дифференциальное уравнение пограничного слоя для установившегося течения несжимаемой жидкости. Интегральное соотношение для пограничного слоя (уравнение Кармана). Условные толщины пограничного слоя. Расчет ламинарного и турбулетного пограничного слоя на пластине. Коэффициенты трения и потери энергии при обтекании пластины.

3.1.11 Сопротивление тел, обтекаемых вязкой жидкостью. Отрыв пограничного слоя. Схема отрыва. Особенности отрыва ламинарного и турбулентного пограничного слоя. Сила сопротивления и безразмерный коэффициент сопротивления. Хорошо и плохо обтекаемые тела. Крыловидные профили и аэродинамические решетки. Закон сопротивления для цилиндра. Кризис сопротивления плохо обтекаемых тел. Парадокс Даламбера. Минимизация сопротивления при обтекании тел в различных технических задачах.

      1. Сопротивление при течении жидкости в трубах, местные сопротив -

ления. Ламинарное установившееся течение вязкой жидкости в трубах. Распределение скоростей в поперечном сечении. Безразмерный коэффициент

сопротивления.

      1. Турбулентность и ее основные статистические характеристики.

Особенности турбулентного течения. Степень турбулентности. Трение при турбулентном течении. Статистические характеристики турбулентности.

      1. Уравнения Навье-Стокса и Рейнольдса. Закон Хагена-Пуазейля.

Универсальные законы распределения скорости. Уравнение Рейнольдса для турбулентного течения несжимаемой жидкости. Турбулентное течение в трубах. Универсальные законы сопротивления для гладких труб. Гидравлическое сопротивление трубопроводов. Различные виды местных сопротивлений. Сопротивление при внезапном изменении площади каналов.

3.1.15 Сверхзвуковые течения. Скачки уплотнений. Особенности распространения слабых возмущений в дозвуковых и сверхзвуковых потоках. Волны возмущения и характеристики. Угол Маха. Уравнение характеристик в плоскости течения. Плоскость годографа. Диаграмма характеристик. Расчет простейших сверхзвуковых течений. Образование скачков уплотнений. Ударная поляра и диаграмма ударных поляр. Обтекание тел сверхзвуковым потоком.

3.1.16 Особенности двухкомпонентных и двухфазных течений. Течение жидкости при фазовом равновесии. Тепловой скачок и скачок конденсации. Особенности двухкомпонентных и двухфазных течений. Особенности гомогенного течения газа с постоянной концентрацией примесей. Двухфазное течение при фазовом равновесии. Двухфазное течение с полным переохлаждением. Влияние переохлаждения на коэффициент расхода. Тепловой скачок при подводе теплоты к потоку. Зависимость между безразмерными скоростями до и после теплового скачка. Уравнения

скачка конденсации. Степень повышения давления в скачке конденсации.

^

3.2 Практические занятия



3.2.1 Гидростатика. Основные законы.

3.2.2 Кинематика. Основные законы.

3.2.3 Движение идеальной жидкости.

3.2.4 Одномерный поток вязкой жидкости.

3.2.5 Гидромеханическое подобие.

3.2.6 Изучение режимов течения вязкой жидкости в трубах.

3.2.7 Изучение уравнения Бернулли для потока идеальной и вязкой жид-

кости.

      1. Исследование законов сопротивления при течении потока вязкой

жидкости в круглоцилиндрических трубах.

      1. Исследование зависимости коэффициентов местного сопротивления от

чисел Рейнольдса.

^

3.3 Расчетно-графическая работа



3.3.1 Гидростатика. Основные законы.

3.3.2 Кинематика. Одномерный поток.

3.3.3 Гидромеханическое подобие.


4. Тематический план изучения дисциплины

(по учебному плану, утвержденному на Ученом совете ОГТИ________, в УМО _________)

Таблица 4.1



^ Наименование разделов, тем

Курс, семестр

Количество часов


^ Итоговая форма контроля


Всего

Аудиторная работа

Внеаудитор.

работа

лк

лб

пр

Виды внеауд.

работы

1

2

3


4

5

6

7

8

9

1

Вводные сведения.

2/4

3/5

д/о 8

з/о 8


2

1

-

-

2

-

4

7




2

Основные физические свойства жидкостей и газов.Общие законы и уравнения статики, кинематики и динамики жидкостей и газов.

2/4

3/5

д/о 11

з/о 11


2

0,25

-

-

2

1

7 выполнение РГЗ

9,75 выполнение РГЗ





3

Силы, действующие в

жидкостях. Абсолютный

и относительный покой

(равновесие) жидких сред. Модель идеальной (невязкой) жидкости.

2/4

3/5

д/о 5

з/о 5


1,5

0,25

-

-

1,5

1

2 коллоквиум

3,75 коллоквиум





4

Общая интегральная форма уравнений количества движения и момента количества движения.

2/4

3/5

д/о 9

з/о 9


1,5

0,5

-

-

1,5

-

6 доклад

8,5 доклад




5

Подобие гидромеханических процессов.

2/4

3/5

д/о 9

з/о 9


2

0,5

-

-

2

-

5 реферат

8,5 реферат




6

Общее уравнение энергии в интегральной и дифференциальной форме.

2/4

3/5

д/о 8 з/о 8


2

0,25

-

-

2

-

4 РГЗ

7,75 РГЗ





7

Одномерные потоки жидкостей и газов.

2/4

3/5

д/о 10

з/о 10


2,5

0,25

-

-

2,5

-

5 коллоквиум

9,75 коллоквиум




8

Плоское (двумерное) движение идеальной жидкости.


2/4

3/5

д/о 6,6 з/о 6,6



2,3

0,25


-

-


2,3

-


2 выполнение РГЗ

6,35 выполнение РГЗ




9

Уравнение движения для вязкой жидкости.

2/4

3/5

д/о 7 з/о 7


2

0,25

-

-

2

-

3 выполнение РГЗ

6,75 выполнение РГЗ







1

2

3

4


5

6

7

8

9

10

Пограничный слой.

Дифференциальное

уравнение пограничного

слоя.

2/4

3/5

д/о 6

з/о 6


1,5

0,25

-

-

1,5

-

3 выполнение РГЗ

5,75 выполнение РГЗ





11

Сопротивление тел,

обтекаемых вязкой

жидкостью.

2/4

3/5

д/о 8,4

з/о 8,4


2,2

0,25

-

-


2,2

-

4 доклад

8,15 доклад




12

Сопротивление при

течении жидкости в

трубах. Местные

сопротивления.

2/4

3/5

д/о 8

з/о 8


2

0,25

-

-

2

1

4 коллоквиум

6,75 коллоквиум





13

Турбулентность и ее

основные статистические

характеристики.

2/4

3/5

д/о 8 з/о 8


2

0,25

-

-

2

1

4 реферат

6,75 реферат





14

Уравнения Навье-Стокса

и Рейнольдса.

2/4

3/5

д/о 10 з/о 10


2,5

0,25

-

-

2,5

-

5 тестирование

9,75 тестирование




15

Сверхзвуковые течения.

Скачки уплотнений.

2/4

3/5

д/о 7 з/о 7


2,5

0,25

-

-

2,5

1

2 доклад

5,75 доклад





16

Особенности двухкомпо-

нентных и двухфазных

течений.

Течение жидкости при

фазовом равновесии.

Тепловой скачок и скачок

конденсации.

2/4

3/5

д/о 15 з/о 15


3,5

1

-

-

3,5

1

  1. доклад

  1. доклад


выполнение РГЗ

выполнение РГЗ



























Примечание: д/о – очная форма обучения;

з/о – заочная форма обучения;






^

5 Программа самостоятельной работы


Самостоятельная работа студентов проводится с целью развития у них навыков работы с учебной и научной литературой, выработки способности вести учебно-исследовательскую работу, а также для систематического изучения курса.


5.1 Очная форма обучения



^ Вид (наименование) работы

Форма отчетности

Курс, семестр

1

2

3

4

1


2


3

4


5

^

Реферат

Подобие гидромеханических процессов.

Турбулентность и ее основные статистические характеристики.


Выполнение РГЗ

Основные физические свойства жидкостей

и газов.

Общие законы и уравнения статики, кинематики и динамики жидкостей и газов. Общее уравнение энергии в интегральной и дифференциальной форме.

Плоское (двумерное) движение идеальной

жидкости.

Уравнение движения для вязкой жидкости.

Пограничный слой. Дифференциальное

уравнение пограничного слоя.

Тепловой скачок и скачок конденсации.

Коллоквиум

Силы, действующие в жидкостях. Абсолютный и относительный покой (равновесие) жидких сред, модель идеальной (невязкой) жидкости.

Одномерные потоки жидкостей и газов.

Сопротивление при течении жидкости трубах, местные сопротивления.

Доклад

Общая интегральная форма уравнений количества движения и момента количества движения.

Сопротивление тел, обтекаемых вязкой жидкостью.

Сверхзвуковые течения. Скачки уплотнений.

Особенности двухкомпонентных течений.

Тестирование

Уравнение Навье-Стокса и Рейнольдса.
^

Письменный отчет




Письменный отчет






Письменный отчет



^
Письменный отчет



Письменный отчет


2/4


2/4

2/4


2/4

2/4


5.2 Заочная форма обучения



^ Вид (наименование) работы

Форма отчетности

Курс, семестр

1

2

3

4

1


2


3

4


5

^

Реферат

Подобие гидромеханических процессов.

Турбулентность и ее основные статистические характеристики.


Выполнение РГЗ

Основные физические свойства жидкостей

и газов.

Общие законы и уравнения статики, кинематики и динамики жидкостей и газов. Общее уравнение энергии в интегральной и дифференциальной форме.

Плоское (двумерное) движение идеальной

жидкости.

Уравнение движения для вязкой жидкости.

Пограничный слой. Дифференциальное

уравнение пограничного слоя.

Тепловой скачок и скачок конденсации.

Коллоквиум

Силы, действующие в жидкостях. Абсолютный и относительный покой (равновесие) жидких сред, модель идеальной (невязкой) жидкости.

Одномерные потоки жидкостей и газов.

Сопротивление при течении жидкости трубах, местные сопротивления.

Доклад

Общая интегральная форма уравнений количества движения и момента количества движения.

Сопротивление тел, обтекаемых вязкой жидкостью.

Сверхзвуковые течения. Скачки уплотнений.

Особенности двухкомпонентных течений.

Тестирование

Уравнение Навье-Стокса и Рейнольдса.
^

Письменный отчет




Письменный отчет






Письменный отчет



^
Письменный отчет



Письменный отчет


3/5


3/5


3/5

3/5


3/5


6 Рекомендуемая литература

6.1 Основная


      1. Кудинов В.А. Гидравлика: учебное пособие. – М.: Высшая школа, 2007.

      2. Кудинов В.А. Техническая термодинамика: учебнле пособие. – М.: Высшая школа, 2007.

      3. Метревели В.Н. Сборник задач по курсу гидравлики с решениями: учебное пособие. – М.: Высшая школа, 2007.

      4. Калицун В.И. Гидравлика, водоснабжение и канализация: учебное пособие. – М.: Стройиздат, 2002.



6.2 Дополнительная


      1. Башта Т.Н. «Гидропривод и гидропневмоавтоматика». М.: «Машиностроение», 1972.

      2. Башта Т.Н. «Объемные насосы и гидродвигатели» М.: «Машиностроение», 1981.

      3. Попов Д.Н. Механика гидро – и пневмоприводов: учебник. – М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001.


7 Рекомендуемые технические и электронные средства обучения и контроля знаний студентов



^ Название рекомендуемых технических и электронных средств обучения

Название раздела и темы

1

2

3

1

Контролирующие программы на ЭВМ по темам:

Решение задач для одномерных потоков жидкостей и газов.

Конечно разностные формы уравнений Навье – Стокса и Рейднольдса.



Раздел 7


Раздел 14

2

Обучающие программы по темам:

Общие законы и уравнения кинематики.


Раздел 2


^ 8. Контроль качества усвоения дисциплин

8.1. Контрольные вопросы для самопроверки

8.1.1 Дать качественное описания ламинарному, переходному и

турбулентному режимам течения.

8.1.2 Может ли линия тока совпадать с траекторией движения жидкой

частицы при турбулентном режиме течения?

8.1.3 Объясните, почему ламинарный режим течения не может переходить в

турбулентный, минуя переходный?

8.1.4 Почему наличие пульсации скоростей в турбулентном потоке приво­дит

к интенсивному перемешиванию жидкости?

8.1.5 Масштабом турбулентности называется среднее расстояние, на кото­рое

перемещается турбулентный моль за время действия пульсации ско-

рости. Найдите масштаб турбулентности, используя π-теорему.

8.1.6 Имеет ли смысл увеличивать число величин с базовой размерностью

при анализе процессов посредством π -теоремы с целью уменьшения

числа комплексов?

8.1.7 С помощью π - теоремы найдите масштабы сил инерции и трения и

покажите, что число Рейнольдса характеризует отношение сил инерции

и сил трения.

8.1.8 Примените π -теорему для нахождения безразмерных комплексов, от

которых будет зависеть скорость падения камня в вязкой жидкости.

8.1.9 Труба в поперечном сечении имеет форму эллипса с полуосями а и Ь.

Вычислите гидравлический диаметр сечения.

8.1.10 Поперечное сечение трубы - равносторонний треугольник со сто­роной

а. Вычислите гидравлический диаметр.

8.1.11 Покажите, что для круглоцилиндрической трубы гидравлический

диаметр совпадает с геометрическим диаметром.

8.1.12 По адиабатической трубе течет поток вязкой жидкости. Изобразите

график зависимости числа Рейнольдса от длины трубы.

8.1.13 Поток течет вдоль расширяющейся трубы. Что происходит с чис­лом

Рейнольдса - оно увеличивается или уменьшается?

8.1.14 Поток движется вдоль сходящейся трубы. Что происходит с числом

Рейнольдса?

8.1.15 Чем отличается живое сечение от поперечного? Когда они совпа­дают?

Всегда ли в потоке существует живое сечение?

8.1.16 Как изменяется масштаб турбулентности с увеличением чисел Re?

8.1.17 Предложите способы искусственной ламиниризации турбулентного

потока.

8.1.18 Какими способами можно турбулизировать ламинарный поток?

8.1.19 Как скажется на масштабе турбулентности (см. вопрос 4) введение в

поток мелкодисперсного порошка, например резиновой крошки?

8.1.20 Как связаны силы инерции при ламинарном и турбулентном режи­мах

течения?

8.1.21 Что происходит с силами инерции и трения с увеличением чисел

Рейнольдса — уменьшаются силы трения или увеличиваются силы

инерции?

8.1.22 Какой поток более выгоден с точки зрения минимальных сил тре­ния —

ламинарный или турбулентный?

8.1.23 На зовите виды расходов жидкости. Как они связаны друг с другом?

8.1.24 Горизонтальная трубка тока с идеальной жидкостью расширяется по

потоку. Как зависит давление в такой трубке от длины? Как изменится

ре­зультат, если трубка тока будет сходящейся?

8.1.25 Может ли скоростной напор быть больше пьезометрического, если

полный напор, подсчитанный по избыточному давлению, равен нулю?

8.1.26 Изобразите графики зависимостей полного, пьезометрического и

скоростного напоров для экспериментальной для трубы постоянного

сече­ния, если жидкость идеальная. Как изменится результат, если

обратить тече­ние?

8.1.27 Идеальная жидкость движется в горизонтальной прямоугольной,

изогнутой по кольцу, трубе. Изобразите эпюру скоростей в одном из

пово­ротных сечений трубы.

8.1.28 Как с помощью уравнения Бернулли объяснить сжатие истекающей из

сосуда струи?

8.1.29 Как преобразовать удельную кинетическую энергию потока в удель­-

ную потенциальную энергию давления? Возможно ли 100%-ое

преобразование в случае идеальной жидкости?

8.1.30 Как в уравнении Бернулли учесть энергию поверхностного натяже­ния?

Укажите все ограничения на уравнение Бернулли элементарной

Струйки идеальной жидкости. Возможно ли вихревое течение

идеальной жидкости?

8.1.31 Объясните, почему скорость, определенная по показаниям трубки

Пито, больше средней скорости потока, рассчитанной по расходу?

8.1.32 Покажите с помощью уравнения Бернулли, что трубка Пито изме­ряет

сумму пьезометрического и скоростного напоров.

8.1.33 Зависит ли точность показания трубки Пито от диаметра трубки?

Сформулируйте ответ на тот же вопрос для пьезометрической трубки.

8.1.34 Статическое избыточное давление в потоке 1000 Па. С какой точно-­

стью можно измерить это давление пьезометром, отградуированным в

мм? Как зависит точность измерения от вида жидкости в пьезометре?

8.1.35 Применимо ли уравнение Бернулли в форме (6) для условия неве­сомости?

Имеет ли смысл в этих условиях «напорная» терминология?

8.1.37 Может ли полный напор в потоке вязкой жидкости быть монотонно

возрастающей функцией длины трубопровода?

8.1.38 В вертикально сходящейся сверху вниз трубке тока движется поток

идеальной жидкости. В потоке находится воздушный пузырек. Куда

и при каких условиях будет перемещаться пузырек?

8.1.39 В вертикальной круглоцилиндрической трубе течет сверху вниз по­ток

вязкой жидкости. Изобразите графики зависимости полного,

скоростного и пьезометрического напоров по длине трубы.

8.1.40 В бесконечно сходящейся трубке течет поток идеальной жидкости.

Согласно уравнению расходов скорость жидкости должна неограни-

ченно возрастать. Какой физический процесс сделает достижение

бесконечно большой скорости невозможным?

8.1.41 Сформулируйте понятие идеальной жидкости. Применимы ли к по­току

идеальной жидкости такие понятия, как ламинарный, турбулентный, не­

установившийся, равномерный, однородный, вихревой, безнапорный,

ста­ционарный?

8.1.42 Вода имеет скорость 5 м/с и находится под избыточным давлением 10

кПа. Какое значение имеет удельная кинетическая и удельная

потенци­альная энергия?

8.1.43 По ошибке трубку Пито установили по потоку идеальной жидкости.

Что она покажет в этом случае?

8.1.44 Два потока (воды и ртути) имеют одинаковую скорость 5 м/с. Какой из

этих потоков обладает большей удельной кинетической энергией?

8.1.45 Какую величину измеряет трубка Пито: Р/γ + U²/2g или Р/γ + αU²/2g?

8.1.46 Каким условиям при выборе должна удовлетворять плоскость срав­нения?

8.1.47 Имеется сжатый воздух с избыточным давлением 1 кг/см2. В герме­тич-

ной емкости требуется получить давление 0,1 кг/см2. Как это можно

осу­ществить?

8.1.48 Изобразите в поперечном сечении свободную поверхность реки.

8.1.49 Почему плывущие по реке предметы всегда прибивает к берегу?

8.1.50 Представьте, что на третьей планете № 61 «Лебедь» (ближайшая к нам

звезда) существует цивилизация и что им стало известно «уравнение

Бернулли». Чем их уравнение должно отличаться от «уравнения

Бернулли»?

8.1.51 При проведении опытов Вы, вероятно, заметили, что показания трубок

Пито и пьезометров «плавают». Чем объяснить такое поведение сво­бодных поверхностей в трубках?

8.1.52 Справедлив ли «закон сообщающихся сосудов» для двух соседних

пьезометрических трубок?

8.1.53 Справедлива ли формула Дарси для пуазейлева течения?

8.1.54 Каков физический смысл коэффициента гидравлического трения?

8.1.55 Почему при выводе уравнения равномерного движения жидкости в

трубе не учитывались силы трения на основаниях элементарного

цилиндра?

8.1.56 На оси трубы напряжение трения равно нулю, поэтому жидкие час­тицы,

движущиеся вдоль оси, не испытывают сопротивления, что возможно

только в идеальной жидкости. Согласно уравнению Бернулли давление

вдоль осевой линии тока должно быть постоянным, а в опыте можно

видеть уменьшение давления вдоль трубопровода. Объясните это

противоречие.

8.1.57 Изобразите графики зависимости λ. и τw, от средней скорости потока в

трубе.

8.1.58 Почему в жидкостном законе Ньютона (6) перед производной скоро­сти

проставлен знак « - »?

8.1.59 Поясните сущность гипотезы прилипания жидкости.

8.1.60 Почему при выводе формулы (7) коэффициент принимался постоян­ным?

8.1.61 Получите формулу (7) из уравнения движения вязкой жидкости

(уравнение Навье-Стокса).

8.1.62 При вычислении средней скорости турбулентного потока по соот­ношению (20) интервал интегрирования был [0,R]. Но логарифмический

за­кон не справедлив в области вязкого подслоя, которая входит в этот

интервал. Допущена ли в расчете ошибка? Обоснуйте возможность

примененного 1 подхода.

8.1.63 Предложите алгоритм вычислительной процедуры коэффициента гид-

равлического трения по формулам Никурадзе. Напишите на известном

Вам языке программирования подпрограмму расчета коэффициента λp

по формулам Никурадзе.

8.1.64 Покажите, что при выступах микронеровностей поверхности в турбу- ­

лентном ядре происходит дополнительная потеря механической (какой

именно составляющей) энергии потока.

8.1.65 Из указанных в тексте границ трех режимов течения турбулентного

потока выведите формулы для предельных чисел Re зон сопротивления.

8.1.66 Справедлив ли степенной закон сопротивления (30) для пятой зо­ны

сопротивления?

8.1.67 Функция z = f(x,y) называется автомодельной, если в некотором под-

множестве области определения перестает зависеть от одной из

независимых переменных. Укажите область автомодельности закона

сопротивления по числу Re, по коэффициенту Δ.

8.1.68 Выведите формулу типа Блазиуса для чисел Re = 2 • 106 и Re= 4 • 102 .

Сравните по точности расчета Вашу формулу с общепризнанны­ми.

8.1.69 Постройте график зависимости hf = F(v). Покажите, что этот гра­фик

описывается степенной кривой типа hf= k(v)vm Найдите значения k(v) и

m(v) по всем зонам сопротивления. Обоснуйте название пятой зоны

сопро­тивления как зоны квадратичного закона сопротивления.

8.1.70 Дайте определение понятию «закон сопротивления».

8.1.71 Покажите с применением л-теоремы, что в общем случае коэффи­циент

гидравлического трения является функцией двух переменных, т. е.

λ=λ(Δ,Re )

8.1.72 Какими причинами обусловлены местные потери напора?

8.1.73 Почему в уравнении (2) перед давлением поставлен знак « - »?

8.1.74 Как направлены напряжения трения на ограничивающей поверхно­сти

рисунка 1?

8.1.75 Почему коэффициент Буссинеска в уравнении (6) можно принять

равным I?

8.1.76 Изложите механизм возникновения местных потерь.

8.1.77 Из каких видов местных сопротивлений состоит сколь угодно слож­ное

местное сопротивление?

8.1.78 Какая связь между коэффициентом местного сопротивления Cf и

коэффициентом гидравлического трения?

8.1.79 Каков физический смысл числа Эйлера?

8.1.80 Покажите справедливость формулы (8) из анализа размерностей или π-

теоремы.

8.1.81 Каков физический смысл коэффициента ξ?

8.1.82 Перечислите допущения, принятые при выводе формулы Борда.

8.1.83 Известны графики зависимости двух различных местных

сопротивлений от чисел Рейнольдса. Эти сопротивления

последовательно устанавливают в трубопроводе, проводят опыты с

целью определения коэффициента ξΣ. Что Вы можете сказать о

графике ξ= f(Re)?

8.1.84 Постройте семейство кривых ξ= f(Re)для вентиля при различных углах

открытия барашки.

8.1.85 Объясните с точки зрения закона сохранения энергии равенство ед.

коэффициента сопротивления внезапного расширения потока.

8.1.86 Можно ли говорить о потерях напора в местном сопротивлении в

условиях невесомости?

8.1.87 Постройте график ξ= f(Re) для одного и того же сопротивления при

различных температурах жидкости.

8.1.88 Объясните нестационарность показаний пьезометров, установлен­ных на

местных сопротивлениях, во время проведения опытов.

8.1.89 Если учесть коэффициенты Буссинеска в формуле Борда, то это

приведет к увеличению или уменьшению ξ?

8.1.90 Объясните механизм вихреобразования в местном сопротивлении.

8.1.91 Как по результатам опытов по измерению ξ определить коэффици­ент

а1?

8.1.92 Справедлива ли формула (12) для нестационарного течения?

8.1.93 Основные элементы насосной установки.

8.1.94 Характеристика насоса. Номинальный режим работы насоса.

8.1.95 Допустимая область работы насоса.

8.1.96 Расширение области применения насоса.

8.1.97 Допустимая высота всасывания.

8.1.98 Характеристика сети.

8.1.99 Совместная работа насоса и сети.

8.1.100 Элементы простейшего гидропривода.

8.1.101 Схема управления гидроприводом.

8.1.102 Алгоритм проектирования гидропривода.

8.1.103 Гидравлические и пневматические системы, закон движения и

равновесия жидкостей и газов.

8.1.104 Классификация гидро - и пневмопередач, области их применения.

8.1.105 Гидравлические и пневматические системы.

8.1.106 Коэффициент полезного действия гидро- и пневмоприводов, методы

расчета чисел и усилий в приводах.

8.1.107 Особенности конструкций и расчетов на безопасность, прочность, на-

дежность и производительность, схемы воздухо- и водоснабжения

предприятий автомобильного транспорта, эксплуатация, обслужива-

ния.


^ 8.2 Вопросы к зачету

      1. Основные понятия и определения. Параметры потока. Свойства

жидкостей, газов и паров. Основные термодинамические соотношения.

      1. Особенности двухкомпонентных и двухфазных течений. Особенности

гомогенного течения газа с постоянной концентрацией примесей. Двухфазное течение при фазовом равновесии. Двухфазное течение с полным переохлаждением. Влияние переохлаждения на коэффициент расхода.

      1. Элементы кинематики сплошных сред. Методы изучения движения

жидкости. Линии тока и вихревые линии. Деформация и вращение

жидкой частицы. Теорема Гельмгольца.

      1. Тепловой скачок при подводе теплоты к потоку. Зависимость между

безразмерными скоростями до и после теплового скачка. Уравнения скачка конденсации. Степень повышения давления в скачке конденсации.

      1. Вязкость жидкостей и газов. Реальная и идеальная (невязкая) жидкости

жидкости. Поверхностные и массовые силы. Тензор напряжений для

вязкой и идеальной жидкости. Закон Паскаля.

      1. Особенности распространения слабых возмущений в дозвуковых и

сверхзвуковых потоках. Волны возмущения и характеристики. Угол

Маха. Уравнение характеристик в плоскости течения.

      1. Жидкость в поле силы тяжести. Равновесие вращающейся жидкости.

Закон Архимеда. Равновесие сжимаемой жидкости. Атмосфера в поле силы тяжести.

      1. Плоскость годографа. Диаграмма характеристик. Расчет простейших

сверхзвуковых течений. Образование скачков уплотнений. Ударная

поляра и диаграмма ударных поляр. Обтекание тел сверхзвуковым потоком.

      1. Общая интегральная форма уравнений количества движения.

      2. Закон Хагена-Пуазейля. Универсальные законы распределения скорости. Уравнение Рейнольдса для турбулентного течения несжимаемой жидкости. Турбулентное течение в трубах.

      3. Общая интегральная форма уравнений момента количества движения.

      4. Универсальные законы сопротивления для гладких труб. Гидравлическое сопротивление трубопроводов. Различные виды местных сопротивлений. Сопротивление при внезапном изменении площади каналов.

      5. Теория физического подобия. Теория размерности формулы Фурье. Определяющие параметры, -теорема подобия.

8.2.14 Особенности турбулентного течения. Степень турбулентности.

8.2.15 Критерии подобия и моделирования. Роль подобия в теоретических

и экспериментальных исследованиях.

8.2.16 Трение при турбулентном течении. Статистические характеристики

турбулентности.

8.2.17 Общее уравнение энергии в интегральной форме.

8.2.18 Ламинарное установившееся течение вязкой жидкости в трубах.

8.2.19 Общее уравнение энергии в дифференциальной форме.

8.2.20 Распределение скоростей в поперечном сечении. Безразмерный

коэффициент сопротивления.

8.2.21 Одномерное установившееся движение жидкости. Роль одномерного

анализа при решении технических задач. Основные уравнения. Скорость

звука. Различные формы уравнения энергии. Изоэнтропийное течение.

Параметры торможения и критические параметры. Газодинамические

функции и газодинамические таблицы. Критический расход. Суживаю-

щее сопло и сопло Лаваля. Режимы течения и изменение параметров

потока по длине сопла Лаваля. Переменный режим работы суживающе-

гося сопла.

      1. Отрыв пограничного слоя. Схема отрыва. Особенности отрыва ламинарного и турбулентного пограничного слоя. Сила сопротивления и безразмерный коэффициент сопротивления. Хорошо и плохо обтекаемые тела.

      2. Одномерные течения при различных воздействиях на поток. Установившееся течение сжимаемой вязкой жидкости в теплоизолированной трубе постоянного сечения. Критическая длина трубы. Распределение скоростей и давлений вдоль трубы. Течение идеальной сжимаемой жидкости в канале с постоянной площадью поперечного сечения и прямым скачком уплотнения. Расчет параметров течения в сопле Лаваля со скачком уплотнения.

      3. Крыловидные профили и аэродинамические решетки. Закон сопротивления для цилиндра. Кризис сопротивления плохо обтекаемых тел. Парадокс Даламбера. Минимизация сопротивления при обтекании тел в раз- личных технических задачах.

      4. Уравнение количества движения в форме Громеки – Ламба. Вихревое

и безвихревое течения. Соотношения Коши-Римана. Уравнение Бернулли и интеграл Коши-Лагранжа. Начальные и граничные условия уравнений идеальной жидкости. Функция тока, потенциал скорости и их свойства. Комплексный потенциал и комплексная скорость.

      1. Гипотеза о пограничном слое. Основные особенности и допущения. Распределение скоростей в пограничном слое. Дифференциальное уравнение пограничного слоя для установившегося течения несжимаемой жидкости.

      2. Однородный поток, сток (исток), вихрь и диполь на плоскости. Применение теории функций комплексного переменного к расчету потоков. Обтекание цилиндра установившимся потоком идеальной жидкости на плоскости. Теорема Жуковского о подъемной силе. Вихри в идеальной жидкости.

      3. Интегральное соотношение для пограничного слоя (уравнение Карма-

на). Условные толщины пограничного слоя. Расчет ламинарного и

турбулетного пограничного слоя на пластине. Коэффициенты трения и

потери энергии при обтекании пластины.

8.2.29 Уравнение движения для вязкой несжимаемой жидкости.




9 Протокол согласования рабочей программы с последующими дисциплинами учебного плана

Таблица 9.1

^ Наименование дисциплин, изучение которых опирается на данную дисциплину

Кафедра

Предложения об изменениях в пропорциях материала, порядка изложения

Принятое решение кафедрой, разработавшей программу (протокол, дата)

1

2

3

4

Теоретические основы теплотехники

Э и Э

замечания учтены

программу утвердить (протокол № от )



СОГЛАСОВАНО

Зав. кафедрой ОПД __________________ Е. В. Баширова


Зав. кафедрой Э и Э __________________ Г. Н. Синицина




Скачать 391,01 Kb.
оставить комментарий
Дата28.09.2011
Размер391,01 Kb.
ТипРабочая программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

плохо
  1
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх