Методические указания по изучению дисциплины «Гидравлика» изадания для контрольной работы для студентов заочного обучения специальностей: 110301 «Механизация сельского хозяйства»




НазваниеМетодические указания по изучению дисциплины «Гидравлика» изадания для контрольной работы для студентов заочного обучения специальностей: 110301 «Механизация сельского хозяйства»
страница1/5
Дата публикации20.06.2013
Размер0.68 Mb.
ТипМетодические указания
zadocs.ru > Спорт > Методические указания
  1   2   3   4   5



Министерство сельского хозяйства РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Пермская государственная сельскохозяйственная

академия имени академика Д.Н. Прянишникова»
Кафедра «Технологическое оборудование в животноводстве»

Методические указания по изучению дисциплины «Гидравлика»

и задания для контрольной работы для студентов заочного обучения специальностей:

110301 – «Механизация сельского хозяйства»

110304 – «Технология обслуживания и ремонта машин в агропромышленном комплексе»

280101 – «Безопасность жизнедеятельности (в техносфере)»

190603 – «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (в автомобильном транспорте)»

270102 – «Промышленное и гражданское строительство»

270114 – «Проектирование зданий»

Пермь, 2009

Настоящие методические указания предназначены для студентов-заочников 2-х и 3-х курсов (4 и 6 лет обучения) специальностей: 110301, 110304, 280101, 190603, 270102, 270114, изучающих гидравлику.

Рассмотрены особенности изучения тем учебной дисциплины: физические свойства жидкостей и газов (тема 1), основы гидростатики (тема 2), основы кинематики жидкости (тема 3), режимы движения жидкости (тема 4), уравнение движения и уравнение энергии (тема 5), одномерные потоки жидкостей и газов (тема 6), гидравлические машины (тема 7), гидропередачи и гидропневмоприводы в сельскохозяйственной технике (тема 8), гидро- и пневмотранспорт в сельском хозяйстве (тема 9), и основы сельскохозяйственного водоснабжения и гидромелиорации (тема 10). По каждой теме приведены вопросы для самоконтроля, а по ряду тем – задания для контрольной работы.

Методические указания подготовлены доцентом, к.т.н. Кошман В.С.

Рассмотрены на заседании кафедры ТОЖ (протокол № 6 от 10.03.2009г.) и рекомендованы к изданию методической комиссией инженерного факультета (протокол № 8 от 15.04.2009г.)


СОДЕРЖАНИЕ


СОДЕРЖАНИЕ 4

Одномерное течение жидкости 44


^ РАЗДЕЛ 1. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ИЗУЧЕНИЮ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Настоящие методические указания подготовлены для студентов- заочников, обучающихся специальностям 110301, 110304, 280101, 270102, 270114 и 190603 согласно рабочим учебным планом, утвержденным учебным советом академии. Содержание курса определено государственным стандартом высшего профессионального образования (2000г.), утвержденным Госкомвузом России.

Чтобы освоить высокопроизводительные машины, обеспечивающие внедрение прогрессивных технологических процессов, индустриальных технологий, современный специалист должен знать: основные законы гидравлики, основы теории гидромашин, их конструкций, принципы работы и методы рациональной эксплуатации, основные принципы построения, элементы конструкции систем гидропривода, сельскохозяйственного водоснабжения, гидромелиоративных систем, то есть владеть фундаментальными инженерными знаниями в области гидравлики.

Современная гидравлика – это наука, изучающая физические законы и закономерности равновесия и движения жидкостей, их взаимодействие с твердыми телами (поверхностями тел), а также разрабатывающая методы решения инженерных задач.

Цель изучения учебной дисциплины – получить знания, необходимые для решения инженерных задач, связанных с использованием и применением жидкостей в различных областях техники и сельского хозяйства.

Основной формой занятий по изучению дисциплины является самостоятельная работа студента над книгой в течении всего межсессионного периода. Лекции, практические и лабораторные занятия и сдача экзамена (по специальности 190603 – зачета) проводится в период экзаменационных сессий. Сроки проведения занятий определяются планами экзаменационных сессий по академии.

Объем и содержание учебной дисциплины по специальностям различны, что отображено в таблице 1.

Таблица 1 – Распределение часов на изучение дисциплины



темы

Наименование тем

Специальности

110301

110304

280101

190603

270102

270114


1
2

3
4
5
6
7

8


9

10

Введение

Физические свойства жидкостей и газов

Основы гидростатики

Основы кинематики жидкости

Режимы движения жидкости

Уравнения движения и уравнения энергии

Одномерные потоки жидкостей и газов

Гидравлические машины

Гидропередачи и гидропневмоприводы в сельскохозяйственной технике

Гидро- и пневмотранспорт в сельском хозяйстве

Основы сельскохозяйственного водоснабжения и гидромелиорации

+
+

+
+
+
+
+

+


+

+


+

+
+

+
+
+
+
+

+


+

-


-

+
+

+
+
+
+
+

+


-

-


-

Общее количество часов

120

70

90

Литература

  1. Гидравлика и гидравлические машины // Ловкис З.В. и др. – М.: Колос, 1995.

  2. Исаев А.П., Сергеев Б.И., Дидур В.А. Гидравлика и гидромеханизация сельскохозяйственных процессов. - М.: Агропромиздат, 1998.

  3. Николадзе Г.И Водоснабжение. – М.: Стройиздат, 1999.

  4. Палишкин Н.И. Гидравлика и сельскохозяйственное водоснабжение.– М.: Агропромиздат, 1990.

  5. Гидравлический транспорт в животноводстве // Мельников С.В. и др. – М.: Колос С, 2006.

  6. Сабашвили Р.Г. Гидравлика, гидравлические машины и водоснабжение сельского хозяйства.– М.: Колос, 1997.

  7. Штеренлихт Д.В. Гидравлика.– М.: Энергоатомиздат, 2007 (1984, 1991, 2005, 2006).

  8. Чугаев Р.Р. Гидравлика: Техническая механика жидкости.– Л.: Энергоиздат, 1982.

  9. Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод / Под ред. Стесина С.П. – М.: Академия, 2006.

  10. Сборник задач по машиностроительной гидравлике / Под ред. Куколевского И.И. и Подвидзе Л.Г. – М.: Машиностроение, 1990.

  11. Андреевская Л.В., Кременецкий Н.Н., Панова М.В. Задачник по гидравлике.– М.: Энергия, 1970.

  12. Справочник по гидравлике / Под ред. В.А. Большакова. – Киев: Вища школа, 1987.

  13. Сборник задач по машиностроительной гидравлике / Батуев Д.А. и др. – М.: Машиностроение, 1981.

  14. Кошман В.С. Методическое пособие к решению задач по гидравлике.– Пермь: ПГСХА, 2008.

  15. Кошман В.С. Лабораторный практикум по гидравлике.– Пермь: ПГСХА, 2006.


Примечание: Библиографический перечень литературы печатается с порядковыми номерами, на которые в дальнейшем (вместо фамилии автора и наименования) делаются ссылки с указанием страниц, например: 2, с. 17-29.

Приступая к изучению учебной дисциплины, необходимо ознакомиться с содержанием тем и методическими рекомендациями по их изучению.

Изучение тем учебной дисциплины рекомендуется вести в той последовательности, в которой они представлены в таблице 1 и ниже в методических рекомендациях.

При проработке теоретического курса внимательно изучить выводы основных формул, обращая при этом особое внимание на применяемые при выводе этих формул законы физики. Особо важно помнить допущения, сделанные в ходе вывода формул, так как они ограничивают применимость полученных закономерностей. В конце каждой темы приведены контрольные вопросы для самопроверки, на которые необходимо ответить.

Работа над учебником обязательно должна сопровождаться решением задач по изучаемой теме, Задачи следует решать самостоятельно. В ходе решения задач лучше усваивается и закрепляется изучаемый теоретический материал, выясняется суть изучаемых гидравлических явлений.

Условие каждой задачи должно быть записано полностью с учетом заданного варианта, обозначенного буквой j. Например, при j = 2 вместо слова «расход Q = (3 + 0,5j) л/с» - поскольку Q = (3 + 0,5 х 2) = 4 л/с – следует понимать и писать «расход Q = 4 л/с». Решение задач необходимо сопровождать краткими пояснениями.

Вычисления выполнять в системе единиц СИ. Следует помнить, что не соблюдение единой системы единиц приводит к ошибкам при вычислениях.

Контрольная работа студента должна поступить в заочное отделение академии не позже чем за 10 дней до начала экзаменационной сессии. Работы, поступившие позже, проверяются после сессии.

Лабораторные занятия проводятся во время сессии, в специально отведенное для этого время. Выполненные работы студент должен оформить и защитить.

Наличие зачтенных лабораторных и контрольных работ является основанием для допуска студента к сдаче экзамена (зачета).

Порядок выполнения контрольной работы, ее содержание и объем определяются кафедрой ТОЖ, а сроки выполнения – факультетом заочного отделения академии. Во всех случаях студенты экзамен (зачет) сдают очно.

^ РАЗДЕЛ 2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕМ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ И

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИХ ИЗУЧЕНИЮ.
Введение
Предмет и задачи учебной дисциплины, ее место в подготовке специалистов. Краткие исторические сведения о развитии гидравлики как науки. Вклад отечественных ученых в развитие гидравлики.

[1, с. 3 - 4], [2, с. 3 - 8], [7, с. 5 -10]

Уяснить предмет и задачи учебной дисциплины. Познакомиться с историей развития гидравлики, вкладом отечественных ученых в ее становление и развитие.
^ ТЕМА 1. Физические свойства жидкостей и газов
Физические свойства жидкостей и газов (тяготение, инерционность, температурное расширение, сжимаемость, упругость, вязкость, текучесть, сопротивление разрыву, парообразование), их количественные характеристики. Силы, действующие в жидкостях. Давление в жидкости. Модель сплошной среды. Модель идеальной жидкости. Закон Ньютона для вязкого трения. Ньютоновские и неньютоновские жидкости.

[1, с. 5 - 20], [2, с. 8 - 13], [7, с. 11 - 17]

По своим физическим свойствам жидкости занимают промежуточное положение между твердыми телами и газами. Жидкость весьма мало изменяет свой объем при изменении давления или температуры, в этом отношении она сходна с твердым телом. Жидкость обладает текучестью, благодаря чему она не имеет собственной формы и принимает форму того сосуда, в котором находится. В этом отношении жидкость отличается от твердого тела и имеет сходство с газом. Свойства жидкостей и их отличие от твердых тел и газов обусловливаются молекулярным строением. Следует уяснить, каким образом особенности молекулярного строения влияют на физические свойства жидкости.

Покоящаяся жидкость подвержена действию двух категорий внешних сил: массовых и поверхностных. Массовые силы пропорциональны массе жидкостей или для однородных жидкостей – ее объему. Внешние поверхностные силы непрерывно распределены по граничной поверхности жидкости.

Следует знать, какие силы относятся к массовым (объемным) и к поверхностным силам, какие силы называются внешними и какие внутренними.

В покоящейся жидкости может существовать только напряжение сжатие, т.е. давление. Необходимо четко представлять разницу между понятиями среднего гидростатического давления, гидростатического давления в точке, выраженных в единицах напряжения, и понятием силы гидростатического давления, выраженной в единицах силы.

В гидравлике при изучении законов равновесия и движения широко пользуются различными физическими характеристиками жидкости (например, плотностью). Студенту нужно знать основные физические характеристики жидкости, единицы измерения этих характеристик.

Следует также рассмотреть основные физические свойства капельных жидкостей: сжимаемость, тепловое расширение, вязкость и др.

Вязкостью называется способность жидкости оказывать сопротивление относительному перемещению слоев, которое вызывает деформацию сдвига. Это свойство проявляется в том, что в жидкости при ее движении возникает сила сопротивления сдвигу, называемая силой внутреннего трения. При прямолинейном слоистом движении жидкости сила внутреннего трения Т между перемещающимися один относительно другого слоями с площадью соприкосновения S определяется законом Ньютона для вязкого трения:

Т = ± µ S или = τ = ± µ , (1)

Динамический коэффициент вязкости µ не зависит от давления и от характера движения, а определяется лишь физическими свойствами жидкости и ее температурой. Как видно из (1), сила Т и касательное напряжение τ пропорциональны градиенту скорости u по нормали n к поверхности трения - du/dn, который представляет собой изменение скорости жидкости в направлении нормали на единицу длины нормали. Жидкости, для которых зависимость изменения касательных напряжений от скорости деформации отличается от закона Ньютона (1), называются неньютоновскими жидкостями.

Учет сил вязкости значительно осложняет изучение законов движения жидкости. С другой стороны, капельные жидкости незначительно изменяют свой объем при изменении давления и температуры. В целях упрощения постановки задач и их математического решения создана модель идеальной жидкости. Идеальной жидкостью называется воображаемая жидкость, которая характеризуется полным отсутствием вязкости и абсолютной неизменяемостью объема при изменении давления и температуры. Переход от идеальной жидкости к реальной осуществляется введением в конечные расчетные формулы поправок, учитывающих влияние сил вязкости (и полученных главным образом опытным путем). При изучении гидродинамики следует проследить особенности перехода от идеальной жидкости к реальной.

В гидравлике жидкость рассматривается как сплошная среда (континуум), т.е. среда, масса которой распределена по объему непрерывно. Это позволяет рассматривать все характеристики жидкости (плотность, вязкость, давление, скорость и др.) как функции координат точки и времени, причем в большинстве случаев эти функции предполагаются непрерывными.
Вопросы для самопроверки
1. В чем отличие жидкостей от твердых тел и газов? 2. Какова взаимосвязь между плотностью и удельным весом жидкости? Укажите единицы. 3. Что называется коэффициентом объемного сжатия жидкости? Какова его связь с модулем упругости? 4. Что называется вязкостью жидкости? В чем суть закона вязкого трения Ньютона? 5. В чем принципиальная разница между силами внутреннего трения в жидкости и силами трения при относительном перемещении твердых тел? 6. Какова связь между динамическим и кинематическим коэффициентами вязкости? Укажите их единицы. 7. Укажите свойства идеальной жидкости. С какой целью в гидравлике введено понятие об идеальной жидкости? В каких случаях при практических расчетах жидкость можно считать идеальной?
^ ТЕМА 2. Основы гидростатики
Абсолютный и относительный покой (равновесие) жидкости. Свойства давления в неподвижной жидкости. Основное уравнение гидростатики. Поверхности равного давления. Закон Паскаля. Приборы для измерения давления. Силы давления жидкости на плоские и криволинейные стенки. Закон Архимеда. Условие плавание тел.

[1, с. 23 - 44], [2, с. 13 - 34], [7, с. 27 - 51], [9, с. 14 - 43]

Два свойства гидростатического давления обусловлены тем, что покоящаяся жидкость не воспринимает касательных и растягивающих усилий. Знание этих свойств позволяет понять физический смысл формул статического силового воздействия жидкости на твердые тела.

При абсолютном покое жидкости на нее из массовых сил действует только сила тяжести. В случае относительного покоя к силе тяжести присоединяются силы инерции.

Студенту необходимо знать основное уравнение гидростатики:

p2= p1+ γ h (2)

где p2 и p1 – давления в точках 2 и 1; h – глубина погружения точки 2 относительно точки 1; γ – удельный вес жидкости; γh – весовое давление столба жидкости глубиной h.

В зависимости от способа отсчета различают абсолютное, избыточное (манометрическое) и вакуумметрическое давление. Следует знать взаимосвязь этих величин.

В уравнении (2) точка 1 может лежать на свободной поверхности жидкости. При этом весовое давление γh будет избыточным давлением только в том случае, когда давление на свободную поверхность равно атмосферному давлению.

Весьма важными понятиями в гидравлике являются пьезометрическая высота и гидростатический напор. Пьезометрическая высота выражает в метрах столба жидкости избыточное (реже абсолютное) давление в рассматриваемой точки жидкости . Гидростатический напор равен сумме геометрической z и пьезометрической p/γ высот. Для всех точек данного объема покоящейся жидкости гидростатический напор относительно выбранной плоскости сравнения есть постоянная величина.

Воздействие жидкости на плоские и криволинейные поверхности наглядно отражается эпюрами давления. Площадь (объем) эпюры дает величину силы давления, а центр тяжести этой площади (объема) – точку приложения силы давления. Аналитическое рассмотрение задачи позволяет получить весьма простые расчетные формулы. В случае плоской поверхности любой формы величина силы гидростатического давления равна смоченной площади этой поверхности, умноженной на гидростатическое давление в центре тяжести площади. Точка приложения силы гидростатического давления (центр давления) лежит всегда ниже центра тяжести ( за исключением давления на горизонтальную плоскость, когда они совпадают). Следует указать, что формула для определения координаты центра давления дает точку приложения силы гидростатического давления без учета давления на свободную поверхность (см. вывод формулы в любом учебнике гидравлики).

Для криволинейных цилиндрических поверхностей обычно определяют горизонтальную и вертикальную составляющие полной силы гидростатического давления. Определение вертикальной составляющей связано с понятием «тела давления», которое представляет собой действительный или воображаемый объем жидкости, расположенный над криволинейной поверхностью. Линия действия горизонтальной составляющей проходит через центр давления вертикальной проекции криволинейной поверхности, а линия действия вертикальной составляющей – через центр тяжести тела давления.

При изучении этого раздела студенту полезно рассмотреть несколько конкретных примеров построения тел давления для цилиндрических поверхностей, определить самостоятельно вертикальную и горизонтальную составляющие силы давления, точки их приложения и результирующую силу.

Необходимо рассмотреть давление жидкости на стенки труб и резервуаров и расчетные формулы для определения толщины их стенок.
Вопросы для самопроверки
1. Каковы свойства гидростатического давления? 2. Запишите и проанализируйте основное уравнение гидростатики. В каких случаях оно справедливо? 3. Что такое поверхность равного давления, и какова ее форма при абсолютном покое жидкости? 4. Как формулируется закон Паскаля и какова его связь с основным уравнением гидростатики? 5. Приведите примеры гидравлических установок, действие которых основано на законе Паскаля. 6. Каковы соотношения между абсолютным давлением, избыточным и вакуумметрическим давлением? Что больше: абсолютное давление, равное 0,12 МПа, или избыточное, равное 0,06 МПа? 7. Чему равна пьезометрическая высота (в метрах водяного столба) для атмосферного давления? 8. Почему центр давления всегда находится ниже центра тяжести смоченной поверхности наклонной плоской стенки? 9. Сформулируйте закон Архимеда.
  1   2   3   4   5

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Методические указания по изучению дисциплины «Гидравлика» изадания для контрольной работы для студентов заочного обучения специальностей: 110301 «Механизация сельского хозяйства» iconМетодические указания к изучению дисциплины и выполнению контрольной...
Методические указания к изучению дисциплины и выполнению контрольной работы для студентов заочной формы обучения выполнены в соответствии...

Методические указания по изучению дисциплины «Гидравлика» изадания для контрольной работы для студентов заочного обучения специальностей: 110301 «Механизация сельского хозяйства» iconОсновы финансовой математики методические указания по изучению дисциплины...
Методические указания по изучению дисциплины и выполнению контрольной работы для студентов всех форм обучения

Методические указания по изучению дисциплины «Гидравлика» изадания для контрольной работы для студентов заочного обучения специальностей: 110301 «Механизация сельского хозяйства» iconМетодические указания к изучению дисциплины и выполнению контрольной...
Целью изучения дисциплины является повышение у студентов нефилологического профиля практического уровня владения образцовыми нормами...

Методические указания по изучению дисциплины «Гидравлика» изадания для контрольной работы для студентов заочного обучения специальностей: 110301 «Механизация сельского хозяйства» iconМетодические указания к практическим занятиям по эксплуатации машинно-тракторного...
Расчетные задания и методические указания к практическим занятиям по эксплуатации машинно-тракторного парка подготовили: доцент Анисимов...

Методические указания по изучению дисциплины «Гидравлика» изадания для контрольной работы для студентов заочного обучения специальностей: 110301 «Механизация сельского хозяйства» iconМетодические указания к изучению дисциплины и выполнению контрольной...
Приложение Перечень контрольных вопросов для проверки знаний по дисциплине «Психология и педагогика»

Методические указания по изучению дисциплины «Гидравлика» изадания для контрольной работы для студентов заочного обучения специальностей: 110301 «Механизация сельского хозяйства» iconМетодические указания к изучению дисциплины Инженерная геология и...
Методические указания к изучению дисциплины Инженерная геология и задания к контрольной работе для студентов заочной формы обучения...

Методические указания по изучению дисциплины «Гидравлика» изадания для контрольной работы для студентов заочного обучения специальностей: 110301 «Механизация сельского хозяйства» iconМетодические указания по изучению дисциплины и задания для контрольной...
...

Методические указания по изучению дисциплины «Гидравлика» изадания для контрольной работы для студентов заочного обучения специальностей: 110301 «Механизация сельского хозяйства» iconЗадача. Рассмотрено на Цикловой комиссии общеобразовательных и специальных дисциплин
Для специальностей : 151001 «Технология машиностроения», 110301 «Механизация сельского хозяйства»

Методические указания по изучению дисциплины «Гидравлика» изадания для контрольной работы для студентов заочного обучения специальностей: 110301 «Механизация сельского хозяйства» iconМетодические указания к изучению дисциплины и выполнению контрольной...
Дисциплина связана со школьным курсом географии и обществознания. В результате освоения дисциплины студент должен

Методические указания по изучению дисциплины «Гидравлика» изадания для контрольной работы для студентов заочного обучения специальностей: 110301 «Механизация сельского хозяйства» iconМетодические указания для самостоятельной работы студентов экономических...
Методические указания к изучению дисциплины “Логистика” составлены на основе требований Государственного общеобразовательного стандарта...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов