6
Врезультате освоения дисциплины студент должен:
-знать: физические свойства жидкости и газов, основные законы равновесия и движения жидкости и газа в трубопроводах; методы реализации этих законов в инженерной практике с помощью ЭВМ; принципы и методы расчѐта напорных трубопроводов жидкостей и газа, принципы работы гидромашин, гидро-и пневмооборудования;
-уметь: производить выбор гидродвигателей и гидрооборудования, использовать основные приемы построения, управления и регулирования схем гидро и пневмоприводов машин лесного комплекса; использовать полученные навыки при решении конкретных практических задач, предотвращать возможные нарушения в технологических процессах, пользоваться справочным материалом;
-владеть методами определения оптимальных и рациональных технологических режимов работы оборудования; проведения стандартных испытаний по определению показателей физико-механических свойств используемого сырья; осуществления технического контроля.
4.Содержание дисциплины
- по разделам:
Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ Введение. Краткая история развития гидравлики. Предмет и задачи курса.
Основные физические свойства жидкостей и газов.
Раздел 2. ГИДРОСТАТИКА Статика. Два основных свойства гидростатического давления. Общие
дифференциальные уравнения гидростатики (Эйлера). Интегрирование уравнений Эйлера. Основное уравнение гидростатики. Классификация давлений. Абсолютный и относительный покой жидких сред. Приборы для измерения давления. Гидростатический и пьезометрический напоры. Закон Паскаля. Практическое применение закона Паскаля. Закон Архимеда.
Раздел 3. ГИДРОДИНАМИКА Кинематика и динамика. Основные понятия: поток, его характеристики:
линии тока, элементарная струйка, живое сечение, расход. Модель идеальной невязкой жидкости. Общая форма уравнений количества движения и момента количества движения. Уравнение неразрывности для элементарной струйки и для потока жидкости. Общее уравнение энергии в интегральной и дифференциальной форме. Закон сохранения энергии для движущейся жидкости.
Подобие гидродинамических процессов. Гидравлические сопротивления. Режимы движения вязкой жидкости. Турбулентность и еѐ основные статические характеристики. Истечение жидкости через отверстия и насадки. Общая схема применения численных методов и их реализация на ЭВМ. Гидравлический удар. Меры, применяемые для его предупреждения.
7
Раздел 4. ГИДРО И ПНЕВМОПРИВОД Гидро и пневмопривод машин. Назначение, элементы схемы, принцип
работы объѐмного гидропривода. Его достоинства и недостатки. Направляющая и регулирующая гидравлическая и пневматическая аппаратура. Гидравлические машины. Гидрораспределители. Гидроклапаны. Их устройство и применение. Эксплуатация гидравлического и пневматического оборудования. Вспомогательное оборудование гидропривода.
- по видам занятий:
Поскольку аудиторно лекции читаются не в полном объѐме дисциплины, на самостоятельное изучение студентам выносятся разделы, которые сообщаются студентам преподавателем.
Также самостоятельно студенты дорабатывают лабораторные работы и готовят отчѐты по каждой из них
Таблица 1.
№ |
Разделы дисциплины |
Лекции |
ПЗ |
ЛР |
Сам |
|
п/п |
||||||
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1. |
ВВЕДЕНИЕ. Основные физические свойства жидкостей |
2 |
|
|
8 |
|
|
и газов. |
|
|
|
|
|
2. |
ГИДРОСТАТИКА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.1 |
Статика. Свойства гидростатического давления. Основ- |
4 |
|
2 |
8 |
|
|
ное уравнение гидростатики. Классификация давлений. |
|
|
|
|
|
2.2 |
Гидростатический и пьезометрический напоры. Закон |
2 |
|
2 |
8 |
|
|
Паскаля и его практическое применение. |
|
|
|
|
|
2.3 |
Давление жидкости на плоские поверхности. |
2 |
|
|
|
|
2.4 |
Давление жидкости на криволинейные поверхности. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
ГИДРОДИНАМИКА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.1 |
Кинематика и динамика. Основные понятия. |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2 |
Общая форма уравнений количества движения и момента |
2 |
|
2 |
6 |
|
|
количества движения |
|
|
|
|
|
3.3 |
Общее уравнение энергии в интегральной и дифференци- |
2 |
|
2 |
6 |
|
|
альной форме. |
|
|
|
|
|
3.4 |
Дифференциальные уравнения движения реальной жид- |
2 |
|
|
|
|
|
кости. |
|
|
|
|
|
3.5 |
Подобие гидродинамических процессов. |
2 |
|
4 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3.6 |
Режимы движения вязкой жидкости. |
2 |
|
2 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3.7 |
Истечение жидкости через отверстия и насадки. |
2 |
|
4 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3.8 |
Гидравлический удар. Одномерные потоки жидкости и |
2 |
|
2 |
|
|
|
газа. |
|
|
|
|
|
4. |
ГИДРО и ПНЕВМОПРИВОД |
|
|
|
|
|
4.1 |
Гидро и пневмопривод машин. |
2 |
|
8 |
8 |
|
4.2 |
Направляющая и регулирующая гидравлическая и пнев- |
4 |
|
6 |
6 |
|
|
матическая аппаратура. |
|
|
|
|
|
4.3 |
Эксплуатация гидро и пневмооборудования. |
2 |
|
2 |
6 |
|
|
ИТОГО часов |
36 |
- |
36 |
72 |
|
|
ИТОГО зачѐтных единиц |
1,0 |
- |
1,0 |
2,0 |
8
5. Вопросы для самоконтроля
Тема 1. Введение. Основные физические свойства жидкостей и газов.
1.Перечислите основные свойства капельных жидкостей.
2.Понятия реальной, идеальной и неньютоновской жидкости. Приведите примеры таких жидкостей.
3.Виды вязкости. Закон вязкого трения Ньютона.
Тема 2. Гидростатика. Свойства гидростатического давления. Основное уравнение гидростатики.
1.Давление в жидкости. Свойства давления.
2.Какие виды давления Вы знаете? Единицы и шкалы измерения давления.
3.Уравнения Эйлера.
4.Как определить давление в любой точке внутри жидкости? Основное уравнение гидростатики.
5.Давление на плоские и криволинейные поверхности.
Тема 3. Гидростатический и пьезометрический напоры. Закон Паскаля и его практическое применение.
1.В чѐм заключается энергетический смысл пьезометрического и гидростатического напоров?
2.Где применяется закон Паскаля?
3.Как работают гидравлический пресс, гидравлический аккумулятор, гидравлический мультипликатор?
4.Закон Архимеда.
Тема 4. Основные понятия кинематики и динамики. Общая форма уравнений количества движения и момента количества движения. Общее уравнение энергии в интегральной и дифференциальной форме.
1.Что изучает гидродинамика?
2.Смысл понятий: линия тока, трубка тока, живое сечение, смоченный периметр.
3.Какое движение жидкости считают равномерным?
4.Как определить гидравлический радиус для круглой трубы?
5.Уравнения неразрывности струйки и потока жидкости.
6.Уравнение Бернулли для установившегося движения струйки идеальной жидкости
7.Что характеризует коэффициент Кориолиса?
8.Законы сохранения массы и энергии в идеальной жидкости.
9
Тема 5. Подобие гидродинамических процессов. Режимы движения вязкой жидкости.
1.Моделирование гидродинамических явлений. Основы теории подобия.
2.Критерии гидродинамического подобия.
3.Дифференциальные уравнения движения реальной жидкости.
4. Режимы течения жидкости. Число Рейнольдса, его физический смысл и применение в гидравлике.
5. Особенности турбулентного движения жидкости. Пульсация скоростей и давлений. Касательные напряжения в турбулентном потоке.
6. Потери энергии на трение по длине трубопровода потока в круглом трубопроводе.
7. Коэффициент гидравлического трения в турбулентном потоке. Понятие шероховатости и ее влияния на коэффициент гидравлического трения
Тема 8. Истечение жидкости через отверстия и насадки.
Гидравлический удар. Гидравлический расчѐт трубопроводов.
1.Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке.
2.Истечение жидкости через насадки. Виды насадков.
3.Где применяются насадки?
4.Коэффициенты сжатия струи, скорости и расхода жидкости. 5.Явление гидравлического удара. Формула Жуковского.
6.Какими мерами можно предотвратить гидроудар?
7.Гидравлически длинные и короткие трубопроводы.
8.Простой трубопровод с последовательным соединением труб различных диаметров и длин.
Тема 9. Гидропривод. Пневмопривод.
1.Функциональное назначение элементов гидропривода.
2.Основные элементы объемных гидроприводов .
3.Классификация гидропривода с замкнутой и разомкнутой циркуляцией, с дроссельным и объемным регулированием скорости.
4.Области применения гидроприводов.
5.Пневмопривод. Газ как рабочее тело пневмопривода. Источники сжатого газа.
6.Основные элементы пневмоприводов. Функциональное назначение элементов пневмопривода.
Тема 10. Гидравлические машины. Направляющая и регулирующая гидропневмоаппаратура.
1. Что такое гидравлическая машина?
10
2.Перечислите основные параметры насосов и гидромоторов, дайте им определение и приведите основные зависимости между ними.
3.Для чего предназначены направляющие и регулирующие гидроаппараты?
4.Где применяются гидрораспределители?
Тема 11. Эксплуатация гидропневмооборудования.
1. Принцип действия одностороннего гидроцилиндра.
2. Как обозначаются элементы гидравлических схем приводов по ГОСТу? 3. Как обозначаются элементы пневматических схем приводов по ГОСТу? 4. Как обозначаются вспомогательные элементы приводов по ГОСТу?
5.Для чего предназначены компрессоры?
6.Дроссельное и объѐмное регулирование.
6.Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»
Для освоения дисциплины могут быть использованы следующие Ин- тернет-ресурсы:
6.1.Международный научно-образовательный сайт EqWorld. – Режим досту-
па свободный: http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/mechanics/fluid.htm
6.2.Лекции по гидравлике. Режим доступа свободный: http://portal.tpu.ru/SHARED/s/SMAILOV/teaching/hydraulics
6.3.Принцип работы гидроцилиндра: Режим доступа свободный: http://www.youtube.com/watch?v=oZ3OZ9UetHc
6.4.Гидравлика. Учебный фильм. Режим доступа свободный: http://www.youtube.com/watch?v=m5NI8WrMVPg
6.5.Работа гидрораспределителя. Режим доступа свободный: http://www.youtube.com/watch?v=wlRbmVE0iqI
6.6.Гидрораспределители. Режим доступа свободный: http://www.youtube.com/watch?v=-9qd6HCKme8
6.7.Практическое применение гидродинамики. Применение гидропривода в технологических машинах. Режим доступа свободный: http://www.youtube.com/watch?v=zjXqGO-VUjo
6.8.Гидравлические цилиндры. Режим доступа свободный: http://www.youtube.com/watch?v=1Oakbuu-i4g
6.9.Гидравлика. Лекции по гидравлике. Режим доступа свободный: www.prepodu.net/lec-gidrav.html
6.10.Гидравлические и пневматические приводы. Курс лекций. Режим дос-
тупа свободный: http://hydro133.narod.ru/spisok_lec_ogp.html