4. после изучения темы: методы определения величины и точки приложения силы гидростатического давления на произвольные поверхности.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. В чем суть гидростатического парадокса?
2. Чему равна величина силы гидростатического давления жидкости на плоские горизонтальные поверхности?
3. Чему равна величина силы гидростатического давления жидкости на плоские вертикальные поверхности?
4. Чему равна величина силы гидростатического давления жидкости на плоские наклонные поверхности?
5. Как определить точку приложения силы гидростатического давления на плоскую наклонную стенку?
6. Чему равна величина силы гидростатического давления жидкости на криволинейную поверхность?
7. Как определить точку приложения суммарной силы гидростатического давления на криволинейную поверхность?
8. Что такое центр давления?
9. Что такое эксцентриситет?
10. Почему центр давления всегда находится ниже центра тяжести смоченной поверхности плоской вертикальной стенки?
а) 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. Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М.: Машиностроение, 1982.-423с.
3. 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:
5. до изучения темы: гидростатику.
6. после изучения темы: виды движения жидкости, основные гидродинамические понятия, уравнение сохранения расхода.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Дайте определение и приведите примеры основных видов движения жидкости: установившегося и неустановившегося, напорного и безнапорного, равномерного и неравномерного.
2. Что такое линия тока, трубка тока, элементарная струйка?
3. При каких условиях сохраняется постоянство расхода вдоль потока?
4. Что такое местная и средняя скорость?
5. Что такое живое сечение и смоченный периметр?
6. Напишите уравнение сохранения расхода.
7. Как определить соотношение диаметров и скоростей в трубопроводах?
а) основная литература:
1. Зайцева Е.К., Пелевин Ф.В. Основы гидравлики. Часть 2. Гидродинамика. Работа насоса на сеть: Учебное пособие. М.:ФГОУВПО «РГУТиС», 2007. - 182с.
2. Калицун В.И., Кедров В.С. Гидравлика, водоснабжение и канализация. М.:Стройиздат, - 2004. - 359с.
б) дополнительная литература:
3. 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
1. Запишите уравнение Бернулли для идеальной жидкости.
2. Какую жидкость называют идеальной?
3. Запишите уравнение Бернулли для реальной жидкости.
4. Приведите основные отличия в записи уравнения Бернулли для идеальной жидкости и реальной жидкости.
5. Что такое полный, пьезометрический и скоростной напоры?
6. Объясните физический смысл коэффициента Кориолиса.
7. Какие значения принимает коэффициент Кориолиса?
8. Объясните смысл понятий: пьезометрический и гидравлический уклон.
9. Может ли быть отрицательным пьезометрический уклон, гидравлический уклон?
10. Когда линии полного и пьезометрического напоров параллельны друг другу?
11. Каковы причины возникновения потерь напора при движении реальной жидкости?
12. От каких характеристик потока зависит режим движения жидкости?
13. В чем состоит отличие турбулентного движения от ламинарного движения?
14. Поясните физический смысл и практическое значение критерия Рейнольдса?
15. Как распределяются скорости по сечению потока при ламинарном движении жидкости? Каково соотношение между максимальной и средней скоростями?
16. Как распределяются скорости по сечению потока при турбулентном движении жидкости? Каково соотношение между максимальной и средней скоростями?
17. При каком режиме имеет место большая неравномерность скоростей?
18. Объясните понятие гидравлически гладкие трубы.
19. Объясните понятие гидравлически шероховатые трубы.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
а) основная литература:
1. 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:
2. Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М.: Машиностроение, 1982.-423с.
3. Осипов П.Е. Гидравлика, гидравлические машины и гидропривод.-М.: Лесн. пром-ть, 1981.-424с.
4. 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
1. Какие существуют виды потерь напора?
2. Какие параметры влияют на гидравлические сопротивления?
3. Что такое абсолютная шероховатость?
4. Дайте понятие относительной шероховатости.
5. Какой формулой выражаются потери напора на местных сопротивлениях?
6. Какой формулой выражаются потери напора по длине потока?
7. Объясните физический смысл коэффициента гидравлического трения.
8. Чему равен коэффициент гидравлического трения при ламинарном режиме движения жидкости?