Рабочая программа дисциплины «Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики» для специальности 270839 Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств, кондиционирования воздуха и вентиляции
рабочая программа по теме

УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора по УР

________Н.В. Плющева

«___»_______20__г.

ОДОБРЕНО

на заседании ЦМК «спецдисциплин ЖКК»

протокол № ____

от «__»_____20 __г.

Председатель ЦМК

_________ В.М.Московцева

Составлено в соответствии с Федеральными Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников и примерной программой для специальности  270839 Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств, кондиционирования воздуха

и вентиляции

CОГЛАСОВАНО

Научно-методический                                    

совет протокол №___                                              

от «__»_____20___ г.                                                                    

___________________

Вид учебной работы

Объем часов/зачетных единиц

Максимальная учебная нагрузка (всего)

105

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

70

в том числе:

     лабораторные работы

8

     практические занятия

10

Самостоятельная работа студента (всего)

35

в том числе:

    Оформление отчетов по практическим работам

9

    Оформление отчетов по лабораторным работам

6

    Реферат

8

    Презентации

8

    Выполнение схем

4

Итоговая аттестация в форме экзамена

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные  работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся.

Объем часов

Уровень освоения

1

2

3

4

Введение

Цели и задачи дисциплины. Её место в науке.

2

1

Раздел 1 Физические свойства жидкостей и газов

2

Тема 1.1.

Основные физические свойства жидкостей и газов

Жидкость идеальная и реальная, капельная и газообразная. Основные физические свойства жидкостей: плотность, идеальный объем, сжимаемость, кинематическая и абсолютная вязкость.

Изменение вязкости и устройство вискозиметра Энглера. Изменения вязкости от температуры и давления. Перевод "градусов Энглера" в кинематическую и абсолютную вязкость. Понятие объемного веса и плотности, связь между ними. Влияние температуры на объемный вес и плотность. Определение коэффициентов перехода от одной системы в другую для величин, характеризующих состояние жидкостей и газов.

2

2

Раздел 2 Основы гидростатики

10

Тема 2.1

Основное уравнение гидростатики. Гидростатическое давление и его свойства.

Понятие о гидростатическом давлении и его свойствах. Учет и единицы измерения гидростатического давления. Абсолютное манометрическое давление и вакуум. Классификация приборов, измеряющих давление, их устройство, принцип действия. Контрольный манометр и его способы проверки приборов давления.

Законы гидростатики. Основной закон гидростатики. Закон Паскаля. Закон Архимеда. Работа гидростатических машин: пресс, аккумулятор, домкрат мультипликатор.

4

3

Практическая работа 1 по теме  «Приборы для измерения давления».

2

2

Внеаудиторная  самостоятельная работа, в том числе:

Оформление практической работы

2

3

Тема 2.2

Сила давления жидкости и газа на плоские и криволинейные стенки

Сила гидростатического давления на плоскую горизонтальную поверхность, на вертикальную поверхность, на наклонную (под углом к горизонту). Определение центра давления.

Равновесие жидкостей в сообщающихся сосудах. Сила гидравлического давления на криволинейную поверхность.

2

2

Раздел 3 Гидродинамика

39

Тема 3.1

Виды движения жидкости. Движение установившееся, не установившееся, напорное, безнапорное.

Понятие о живом сечении, средней и истиной скорости, расходе. Смоченный периметр и гидравлический радиус. Движение равномерное, установившееся и неустановившееся, напорное и безнапорное. Ламинарный и турбулентный режим движения жидкости. Эпюры скоростей. Связь между средней и максимальной скоростью. Опыты Рейнольдса. Границы существования ламинарного и турбулентного режимов движения жидкости.

4

2

Лабораторная работа 1 Изучение режимов движения жидкости

2

2

Внеаудиторная  самостоятельная работа, в том числе:

Определить и сделать рисунок движения жидкости

2

3

Тема 3.2

 Энергия потока. Уравнение Бернулли для установившегося потока жидкости. Геометрический и энергетический смысл уравнения Бернулли.

Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости установившегося потока реальной жидкости; геометрический и энергетический смысл уравнения; применение в технике.

Уравнение Бернулли для газов.

4

2

Лабораторная работа 2 Построение напорной и пьезометрической линий

2

2

Внеаудиторная  самостоятельная работа, в том числе:

Окончание и оформление лабораторной работы

2

3

Реферат на тему «Устройство и принцип действия пьезометров»

2

3

Тема 3.3

Движение жидкости по трубам.

Применение уравнения Бернулли для решения практических задач по определению скорости и расхода газа, жидкости.

Статический и динамический напор. Потери части напора. Гидравлический и пьезометрический напор. Внутреннее трение в жидкостях и газах.

Определение коэффициента гидравлического сопротивления при движении жидкости и газа в трубе, при различных режимах движения. Шероховатость стенок труб.  Местные  сопротивления  и  определение   коэффициентов  местных сопротивлений. Эквивалентная длина.

Гидравлический расчет простого трубопровода. Гидравлические характеристики трубопроводов. Особенности расчета газопровода низкого, среднего и высокого давления. Гидравлический удар в трубопроводах. Формула Н.Е. Жуковского.

4

2

Практическая работа 2 Решение задач по гидравлическому расчету трубопроводов

2

2

Лабораторная работа 3 Определение коэффициента гидравлического сопротивления трубы

2

2

Лабораторная работа 4 Определение коэффициента местных сопротивлений

2

2

Внеаудиторная  самостоятельная работа, в том числе:

Реферат на тему «Способы гашения гидравлического удара»

2

3

Реферат на тему «Коэффициент вязкости и его влияние на движение газа и жидкости в трубе»

2

3

Завершение и оформление практических и лабораторных работ

5

3

Тема 3.4.

Истечения жидкостей через отверстия и насадки

Истечение жидкости при постоянном и переменном напоре. Коэффициенты сжатия струи, скорости и расхода при истечении через отверстия в тонкой стенке. Истечение через насадки. Коэффициенты расхода и скорости.

Определение критического давления, критической скорости и расхода при истечении газа из отверстия и насадок.

2

2

Раздел 4 Насосы и вентиляторы

16

Тема 4.1

Насосы, их виды и принцип действия

Насосы, их виды и принцип действия. Поршневые насосы. Производительность, напор и потребляемая мощность. Объемные насосы. Насосы для передачи сжимаемых газов.

Характеристики центробежных насосов. Уравнение Эйлера. Понятие о кавитации и осевом давлении. Расчет допустимой высоты всасывания, зависимость ее от температуры жидкости, атмосферного давления и от сопротивления всасывания линии. Рабочая точка насосной установки. Регулирование производительности насосов. Основные неисправности и способы их устранения. Баланс работы центробежного насоса. Работа насосов в сети. Совместная работа нескольких насосов на одну сеть.

Вентиляторы, их назначение и типы: осевые и центробежные. Характеристики вентиляторов. Подача, развиваемое давление и потребляемая мощность вентиляторов.

Каталог насосов и вентиляторов и их подбор при заданных условиях.

6

3

Практическая работа 3 Изучение характеристик насосов

2

2

Практическая работа 4 Изучение характеристик вентиляторов

2

2

Внеаудиторная самостоятельная работа, в том числе:

Вычерчивание схемы совместной работы насосов на одну сеть. Определение технической характеристики насоса.

2

3

Окончание и оформление практических работ

4

3

Раздел 5 Основы теплотехники

36

Тема 5.1.

Рабочее тело. Основные законы идеальных газов

Определение рабочего тела. Свойства газов. Основные параметры состояния рабочего тела: идеальное давление, температура, идеальный объем и их измерение; понятие "идеальный газ". Уравнение состояния идеального газа.

Основные законы идеальных газов: закон Бойля-Мариотта, закон Гей-Люссака, закон Шарля, Газовая постоянная.

Закон Авогадро. Уравнение состояния реального газа.

2

3

Тема 5.2

Газовые смеси

Понятие о газовых смесях. Основные законы газовых смесей. Массовый и объемный состав смеси. Перевод массовых долей в объемные и обратно. Термодинамические свойства смесей. Определение плотности, идеального объема, кажущейся молекулярной массы и газовой постоянной смеси газов. Определение парциальных давлений смеси.

2

2

Внеаудиторная  самостоятельная работа, в том числе:

Реферат на тему «Газовые смеси, их применение в газовой промышленности»

2

3

Тема 5.3

Первый закон термодинамики. Теплоёмкость

Понятие о теплоте и работе как о формах передачи энергии от одних тел к другим. Понятие о термодинамическом процессе. Обратимые и необратимые процессы. Графическое изображение процессов в координатах Р - V1. Первый закон термодинамики, его аналитическое выражение и физический смысл.

Теплоемкость газов: массовая, объемная, мольная и связь между ними. Теплоемкость при постоянном объеме и при постоянном давлении, связь между ними. Истинная и средняя теплоемкость. Зависимость теплоемкости от температуры. Таблицы и формулы для определения теплоемкости. Теплоемкость газовой смеси. Определение количества тепла, необходимого для нагревания (охлаждения) газа.

2

2

Внеаудиторная  самостоятельная работа, в том числе:

Презентация «Термодинамические процессы изменения состояния идеальных газов»

2

3

Тема 5.4

Термодинамические процессы изменения состояния идеальных газов

Основные частные случаи термодинамических процессов: исходный (процесс при постоянном объеме), изотермический (процесс при постоянной температуре), изобарный (процесс при постоянном давлении), адиабатный (процесс без теплообмена с окружающей средой).

Уравнение термодинамического процесса, соотношения между параметрами, определение работы, количества участвующего тепла и изменения внутренней энергии. Графическое изображение процесса в Р, V-диаграмме.

4

2

Тема 5.5

Второй закон термодинамики. Водяной пар

Схематическое изображение прямого произвольного цикла. Понятие о круговом процессе (или цикле) теплового двигателя. Цикл Карно для идеального газа. Сущность второго закона термодинамики. Понятие об энтропии Т, S-диаграмма.

Водяной пар, как реальный газ. Процесс парообразования (испарение, кипение), паросодержание и влагосодержание насыщенного пара. Определение параметров водяного пара различного состояния (влажный насыщенный, сухой насыщенный и перегретый). Процесс парообразования в Т, S-диаграмме (теплота жидкости, парообразования, перегрева, полная теплота насыщенного и перегретого пара). Таблицы водяного пара. Содержание таблиц и их использование.

4

2

Практическая работа 5 Решение задач на второй закон термодинамики

2

2

Внеаудиторная самостоятельная работа, в том числе:

Завершение расчетов на второй закон термодинамики

Презентация «Водяной пар и его значение в теплотехнике»

4

3

Тема 5.6

Термодинамические циклы паросиловых установок

Принципиальная схема паросиловой установки. Цикл Ренкина и его изображение в Р, V-диаграмме. Работа, термодинамический КПД и идеальный расход пара в цикле Ренкина. Способы повышения экономичности цикла. Определение идеальной теплоты рабочего тела, термического КПД.

4

2

Внеаудиторная самостоятельная работа, в том числе:

Презентация «Теплофикация и ее назначение»

2

3

Тема 5.7

Основные положения теории теплообмена

Теория теплообмена, как наука о распространении тепла. Способы распространения тепла: теплопроводность, конвективный теплообмен, лучистый теплообмен, их краткая характеристика.

Понятие о сложном теплообмене (теплопередаче). Передача тепла через плоскую и цилиндрическую стенки. Формула Фурье. Коэффициент теплопроводности и его значение для различных материалов. Расчет лучистого теплообмена в топках котлов.

4

2

Внеаудиторная  самостоятельная работа, в том числе:

Презентация «Способы распространения теплоты»

2

3

Итого 105 часов, из них:

- аудиторных – 52 часов;

- лабораторно-практических – 18 часов;

- самостоятельных – 35 часов.

Результаты обучения

(освоенные умения, усвоенные знания)

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

1

2

Умения:

определять параметры при гидравлическом расчете трубопроводов, воздуховодов;

Оформление отчета по практическим занятиям

Решение задач

Выполнение схемы

строить характеристики насосов и вентиляторов.

Оформление отчета по практическим занятиям

Решение задач (оценка)

Выполнение схемы (оценка)

Знания:

режимы движения жидкости;

Оформление отчета по практическим занятиям

Оформление отчета по лабораторным работам

Защита реферата (оценка)

Решение задач (оценка)

гидравлический расчет простых трубопроводов;

Оформление отчета по практическим занятиям

Защита реферата (оценка)

Решение задач (оценка)

виды и характеристики насосов и вентиляторов;

Оформление отчета по практическим занятиям

Выполнение схемы

способы теплопередачи и теплообмена.

Оформление отчета по практическим занятиям

Защита презентации (оценка)

Решение задач (оценка)

Итоговый контроль – экзамен