Семинар: Анализ форм кривых свободной поверхности воды в каналах. Анализ кривых свободной поверхности при переменном уклоне дна. Расчет и построение кривых свободной поверхности в каналах различными способами.
5. Лекция: Виды гидравлического прыжка. Совершенный гидравлический прыжок, его структура. Прыжок-волна (волнистый гидравлический прыжок). Уравнение совершенного гидравлического прыжка в призматических руслах. Прыжковая функция и ее анализ. График прыжковой функции. Связь сопряженных глубин в прямоугольном русле. Потери энергии в прыжке. Уравнение гидравлического прыжка в непризматическом русле
Семинар: Определение сопряженных глубин и длины гидравлического прыжка в призматических руслах разной формы. Построение графика прыжковой функции. Определение сопряженных глубин гидравлического прыжка в непризматических расширяющихся руслах.
Лабораторная работа: Исследование гидравлического прыжка.
6. Лекция: Конечно-разностные формы уравнений Навье-Стокса и Рейнольдса
. 7.Лекция: Применения численных методов для решения гидравлических задач. Одномерные, плоские и пространственные потоки. Использование ЭВМ.
4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
4.1. Рекомендуемая литература
а) основная:
1. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. Учебник. – М.: КолосС, 2004.- 656с
б) дополнительная:
1.Колганов А.В., Полад-заде П.А. Мелиорация и водное хозяйство. Справочник. Сооружения, строительство.- М.: «Ассоциация Экост», 2002.- 601с.
2. Яковлева Л.В. Практикум по гидравлике. – М.: Агропромиздат, 1990.- 144с.
4.2 Методическое обеспечение дисциплины
1. Учебно-методическое пособие к выполнению заданий по курсу гидравлики (часть1): Алышев В.М. и др. – М.: МГУП, 2009 г.
2. Учебно-методическое пособие к выполнению заданий по курсу гидравлики (часть2): Козырь И.Е., Пикалова И.Ф., Ханов Н В. – М.: МГУП, 2011 г.
3. Сборник задач по гидравлике: Яковлева Л.В. и др.– М.: МГУП, 1992 г.
5. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для реализации учебной программы необходимы соответствующие измерительные приборы (пьезометры, шпиценмасштабы, микровертушки, водосливы-водомеры) демонстрационные модели, макеты, лотки и др. оборудование, специализированные компьютерные классы и гидравлическая лаборатория.
Программу разработал: профессор И.Ф. Пикалова
Программа рассмотрена на заседании кафедры
гидравлики « » января 2011 г.
Заведующий кафедрой, профессор Д.В. Штеренлихт
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
«Московский государственный университет природообустройства»
СТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ГИДРАВЛИКИ
Календарно-тематический план
лекционных и семинарских занятий по дисциплине
«Физика жидкости и газа»
в весеннем семестре 2010-2011 учебного года .
Специальность 270104 - «Гидротехническое строительство»
2 курс
4 семестр
Объём учебной работы:
лекций -17 часов;
практических занятий, семинаров – 17 часов
самостоятельной работы – 0 часов;
всего – 34 часа
Начало занятий: февраль 2011 г. Окончание занятий: июнь 2011 г.
Москва 2011 г.
| № п/п | Наименование темы Содержание лекционных занятий | Кол-во часов | Содержание практических, семинарских и лабораторных занятий | Кол-во часов |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | Предмет механики жидкости и газа. Примеры гидромеханических задач из различных отраслей техники. Краткие исторические сведения о развитии науки. Основные физические свойства жидкостей и газов: сжимаемость, текучесть, вязкость, плотность. Гипотеза сплошности. Особые свойства воды | 1 | Семинар: Определение плотности, коэффициентов вязкости, сжимаемости и расчет касательных напряжений в жидкостях и газах. | 2 |
| 2 | .Кинематика жидкости. Установившееся и неустановившееся движение. Модель потока, линии тока, элементарная струйка жидкости. Живое сечение, смоченный периметр, гидравлический радиус. Местная скорость, средняя скорость в живом сечении, эпюры скоростей. Классификация потоков. Уравнение неразрывности. . | 1 | - | |
| 3 | Массовые и поверхностные силы, действующие в жидкостях. Напряжение поверхностных сил. Напряженное состояние покоящейся жидкости. Гидростатическое давление и его основные свойства. | 1 | - | |
| 4 | Дифференциальные уравнения равновесия жидкости (уравнения Эйлера). Поверхности равного давления. Основное уравнение статики для газо | 2 | - | |
| 5 | Основное уравнение гидростатики. Силы давления покоящейся жидкости на плоские и криволинейные стенки. Относительный покой (равновесие жидкости в движущемся сосуде) | 1 | Семинар: Определение гидростатического давления в точке (избыточного, вакуумметрического); построение эпюры давления. Определение силы и центра давления на плоские произвольно ориентированные поверхности аналитическим и графоаналитическимспособом. | 2 |
| 6 | Понятие идеальной (невязкой) жидкости. Дифференциальные уравнения движения невязкой жидкости (уравнения Эйлера). Интегралы уравнений движения для разных случаев движения жидкости. Уравнение Бернулли для невязкого газа. | 2 | - | |
| 7 | Обобщенная гипотеза Ньютона. Уравнения движения вязкой жидкости в напряжениях. Уравнение Навье-Стокса. Уравнение Бернулли для вязкой жидкости. Интегральные формы уравнений количества движения и моментов количества движения. | 3 | Лабораторные работы: Изучение уравнения Бернулли; построение линий полной удельной энергии и пьезометрической. Определение коэффициента расхода водомера. | 2 |
| 8 | Ламинарный и турбулентный режимы движения. Критерий Рейнольдса.. Пульсация скоростей и давлений. Стандарт пульсационной скорости и степень турбулентности. Двухслойная модель турбулентного потока | 1 | Лабораторная работа: Изучение режимов движения жидкости. | 2 |
| 9 | Одномерная модель и приведение к ней плавно изменяющихся течений напорных и безнапорных потоков. Обобщение уравнения Бернулли для потока вязкой жидкости. Гидравлические сопротивления, их физическая природа и классификация. Структура формул для вычисления потерь удельной энергии (напора). Основное уравнение равномерного движения. Основные данные о коэффициенте гидравлического трения (коэффициенте Дарси). Истечение через малые отверстия в тонкой стенке и насадки при постоянном напоре. Виды сжатия струи. Виды насадков. Коэффициенты скорости, расхода и сжатия струи. Гидравлически короткие трубы. Коэффициент расхода системы. Истечение через отверстия, насадки и короткие трубы при переменном напоре | 4 | Семинар: Применение уравнения Бернулли для расчета коротких трубопроводов, состоящих из нескольких участков труб разного диаметра. Определение расхода, напора при истечении через отверстия, насадки и короткие трубы при постоянном напоре . Лабораторные работы: Определение коэффициента Дарси. Истечение через отверстия и насадки при постоянном и переменном напорах. | 9 |
| 10 | Законы подобия потоков жидкостей и газов. Критерии гидродинамического подобия. Использование критериев подобия при моделировании. Метод аналогий | 1 | - | |
| Итого: | 17 | 17 | ||
Литература (основная):
1. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. Учебник. – М.: КолосС, 2004.- 656с
Составил: к.т.н., профессор кафедры
гидравлики И.Ф.Пикалова
Заведующий кафедрой: Д.В. Штеренлихт
МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
ВОПРОСЫ
к аттестации студентов специальности ГТС по дисциплине
“Гидравлика ”
Вопросы к экзамену
1. Основные расчетные уравнения гидравлически длинного простого трубопровода.
2. Расчет труб при последовательном и параллельном соединении труб.
3. Понятие транзитного расхода и расхода непрерывной раздачи. Потери напора при наличии непрерывной раздачи и транзитного расхода.
4. Понятие гидравлического удара. Процесс изменения давления в трубопроводе после мгновенного закрытия задвижки.