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 УКАЗАНИЯ
ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Дисциплина Гидравлика
Специальность 150400 «Технологические машины и оборудование»
Специальность 150408 «Бытовые машины и приборы»
Специальность 250403 «Технология деревообработки»
Специальность 280202 «Инженерная защита окружающей среды»
Москва 2008г.
Методические указания для самостоятельной работы студентов разработаны на основании Государственныого образовательного стандарта по специальности 100101 «Сервис», по специальности 150400 «Технологические машины и оборудование», по специальности 150408 «Бытовые машины и приборы», по специальности 250403 «Технология деревообработки», по специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды»
Методические указания для самостоятельной работы студентов 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 указания для самостоятельной работы студентов одобрены Учебно-методическим советом ФГОУВПО «РГУТиС»
Протокол № ________ «____»_______________200_г.
Методические указания для самостоятельной работы студентов 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.
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель преподавания дисциплины «Гидравлика» – дать будущим специалистам необходимые теоретические и практические знания, позволяющие 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.
В соответствии с указанной целью при изучении дисциплины ставятся следующие задачи:
· ознакомить с основными положениями по равновесию и движению жидких и газовых сред, потерями напора при их движении в зависимости от модели течения, воздействием гидростатического давления на поверхности, совместной работе гидромашин в сети;
· ознакомить с современными методами моделирования гидромеханических явлений;
· дать студентам сведения по теоретическим основам проектирования и эксплуатации инженерных систем предприятия и их оборудования, методике их расчета и выбора;
· ознакомить с устройством инженерных систем и их оборудовании.
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
· основные законы механики жидких и газообразных сред;
· модели течения жидкости и газа;
· особенности напорного и безнапорного движения жидких и газообразных сред;
· особенности конструктивного устройства гидромашин и гидравлического привода, используемых в системе сервиса;
· основы их технической эксплуатации.
Студент должен иметь представление:
· о теории подобия и размерности в процессах движения жидкости и газа;
· об основах моделирования гидромеханических явлений;
· об экологических задачах в потоках жидкости и газа.
Студент должен иметь опыт:
· расчета и выбора основного оборудования для систем сервиса;
· использования математических моделей гидромеханических явлений и процессов для расчетов;
· проведения гидромеханических экспериментов в лабораторных условиях.
При изучении курса «Гидравлика» студенты должны:
· соблюдать единство терминологии и обозначений в соответствии с действующими стандартами РФ и использовать международную систему единиц измерений;
· применять технические средства обучения и наглядные пособия;
· использовать нормативно-техническую документацию, разработки НИИ, материалы журналов и других периодических изданий по расчету, выбору и эксплуатации оборудования для систем сервиса.
Изучение курса «Гидравлика» базируется на знаниях математики, физики, теоретической механики.
2. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
Планируются в соответствии с учебным планом в изучении дисциплина «Гидравлика» в течение одного учебного года на втором – третьем курсе.
Программой предусмотрены теоретические занятия (лекции), практические занятия, лабораторные работы.
Теоретические занятия проводятся в составе рабочей группы (потока), а практические занятия, лабораторные работы – в составе полугруппы (группы).
При проведении занятий используются печатные (учебники, пособия, справочники и методические разработки), демонстрационные (плакаты, лабораторное оборудование, приборы) и мультимедийные (слайд-фильмы, презентационные материалы на электронных носителях) средства обучения.
3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ТЕМ
Тема 1: Основные физические свойства жидкостей и газов
В данной теме дается определение жидкости и газа, их сходство и отличие. Условия применимости понятия сплошной среды. Идеальная и реальная жидкость. Отличительное свойство реальных жидкостей. Основные свойства реальных жидкостей: плотность, удельный вес, сжимаемость, температурное расширение, вязкость, испаряемость. Их физический смысл и размерности в системе СИ.
Связь между плотностью и удельным весом. Физический смысл коэффициентов объемного сжатия и температурного расширения. Связь между коэффициентом объемного расширения и модулем упругости. Причины возникновения сил вязкости. Сила внутреннего трения жидкости (гипотеза Ньютона). Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Коэффициенты динамической и кинематической вязкости, связь между ними. Их физический смысл.. Парообразование и кипение. Их зависимость от давления и температуры. Давление насыщенных паров. Растворимость газа в жидкости, закон Генри.
Дополнительные требования, которые предъявляют к жидкостям, применяемым в гидроприводах. Индекс вязкости; смазывающая способность, физическая, механическая и химическая стабильность при хранении и эксплуатации, совместимость с конструкционными материалами.
При изучении материала этой темы необходимо усвоить, что свойства жидкостей и их отличие от твердых тел и газов обусловлены молекулярным строением. Знать, каким образом особенности молекулярного строения влияют на физические свойства. Изучить отличия идеальной жидкости от реальной.
Контрольные вопросы
1. В чем состоит отличие жидкостей от твердых тел и газов? При каких условиях применима гипотеза сплошности?
2. Какую жидкость называют идеальной?
3. В чем смысл гипотезы вязкого трения Ньютона?
4. Какова связь между динамическим и кинематическим коэффициентами вязкости жидкости?
5. Каков физический смысл коэффициента динамической вязкости?
6. В чем отличие ньютоновской жидкости от неньютоновской?
7. Что называют плотностью жидкости?
8. Что называют удельным весом жидкости?
9. Что называют температурным расширением жидкости?
10. Что называют сжимаемостью жидкости?
11. Как зависит сжимаемость жидкости от давления?
12. Что называют вязкостью жидкости?
13. Как зависит испаряемость жидкости от давления и температуры?
Тема 2: Определение давления в покоящейся жидкости. Приборы для измерения давления. Равновесие жидкости
Абсолютный и относительный покой жидкости. Силы, действующие на жидкость. Гидростатическое давление. Свойства гидростатического давления. Уравнение равновесия жидкости в поле земного тяготения. Геометрическая высота, пьезометрическая высота. Пьезометрический напор.
Свободная поверхность. Поверхность уровня. Виды поверхности уровня в зависимости от сил, действующих на жидкость. Направление изменения давления в объеме покоящейся жидкости.
Виды давления. Соотношения абсолютного, избыточного, вакуумметрического и атмосферного давлений. Приборы для измерения давления. Пьезометр открытый в атмосферу. Уровень жидкости в пьезометрах, опущенных на разную глубину. Пьезометр закрытый в атмосферу.
При изучении материала этой темы необходимо усвоить, что для любой точки покоящейся жидкости гидростатический напор есть величина постоянная. Знать отличие гидростатического напора от пьезометрического. Изучить возможность измерения барометрического давления с помощью двух пьезометров (открытого в атмосферу и закрытого в атмосферу)..
Контрольные вопросы
1. Каковы свойства гидростатического давления?
2. Назовите виды гидростатического давления. В каких единицах системы СИ оно измеряется?
3. Каковы соотношения между абсолютным давлением, вакуумметрическим и избыточным?
4. Укажите уравнение равновесия жидкости в поле земного тяготения.
5. Что такое поверхность равного давления (поверхность уровня)?
6. Какова форма поверхности равного давления при абсолютном покое жидкости, в случае движения сосуда по горизонтальной поверхности с ускорением, при вращении сосуда вокруг вертикальной оси?