МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«МАЙКОПСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет
Кафедра
технологический
общепрофессиональных и строительных дисциплин
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета
________________ М.К. Беданоков
«_____»__________ 20 г
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине
ОПД.Ф. 02.05.01. Гидравлика
по направлению
130500 Нефтегазовое дело
Факультет
инженерно-экономический
форма обучения
очная
МАЙКОП
Рабочая программа составлена на основании ГОС ВПО
специальности (направления) 130500 Нефтегазовое дело и учебного плана МГТУ
Составители рабочей программы
Доцент, к.т.н.
(должность, ученое звание, степень)
О.В. Мариненко
(подпись)
(Ф.И.О.)
Рабочая программа утверждена на заседании кафедры
Строительных и общепрофессиональных дисциплин
( наименование кафедры)
Заведующий кафедрой
«____»_________20 г.
___________
(подпись)
Блягоз А.М.
(Ф.И.О.)
Одобрено научно-методической комиссией факультета
(где осуществляется обучение)
«_____»_________20 г.
Председатель
научно-методической
комиссии факультета
(где осуществляется обучение)
Декан факультета
(где осуществляется обучение)
«_____»________20 г.
(подпись)
________________
(подпись)
Гукетлев Ю.Х.
(Ф.И.О.)
М.К. Беданоков
(Ф.И.О.)
СОГЛАСОВАНО:
Начальник УМУ
«_____»________20 г.
__________________ Н.В. Бушманова
(подпись)
(Ф.И.О.)
Зав. выпускающей кафедры
по специальности
«_____»________20 г.
__________________
(подпись)
М.А. Меретуков
(Ф.И.О.)
Выписка из ГОС ВПО
Направление 130500 Нефтегазовое дело
ОПД.Ф.02.05.01 Гидравлика:
основные физические свойства жидкостей и газов; основы кинематики;
общие законы и уравнения статики и динамики жидкостей и газов;
одномерные
потоки
жидкостей
и
газов;
элементы
подобия
гидродинамических процессов; теория гидродинамических сопротивлений;
реология; потоки вязких жидкостей; основы диффузионного массопереноса;
роль гидравлики в нефтегазовом деле
100 часов
1. Цели и задачи учебной дисциплины, ее место в учебном процессе
1.1 Цели и задачи изучения дисциплины
Цель дисциплины заключаются в подготовке выпускника к решению
профессиональных задач и анализу проблемных производственных ситуаций,
связанных с транспортировкой жидкостей и газов, являющихся
технологическими средами, либо средствами передачи энергии.
Задачи дисциплины заключаются:
 изучение законов статики, кинематики и динамики капельных и
газообразных жидкостей;
 изучение физических явлений, связанных с движением жидкостей и
формированием сопротивлений при различных режимах и для
различных потоков;
 освоение методов расчетов потерь для режимов движения и видов
потоков;
 освоение методов расчетов простых и сложных трубопроводов.
В результате изучения данной дисциплины студенты должны иметь
представление о:
 отличительных особенностях законов покоя и движения текучего тела;
 физической сущности процессов, происходящих при движении
жидкости;
 жидкости, как элементе технических систем: энергопотоке,
передаточном звене, материальном потоке.
Знать законы покоя и движения жидкостей и газов и методы расчетов
простых и сложных трубопроводов.
Уметь определять параметры потоков и силы их взаимодействий с
твердыми поверхностями, а также параметры явлений, возникающих при
различных режимах движения жидкостей и газов.
Приобрести практические навыки: расчета напорных и безнапорных
потоков, простых и сложных трубопроводов.
1.2. Краткая характеристика дисциплины, ее место в учебном
процессе
Гидравлика - одна из важнейших дисциплин федерального компонента
общепрофессионального цикла. Она является прикладной инженерной
наукой, широко использующей теоретические положения механики и данные
эксперимента для решения задач различных областей инженерной практики.
1.3. Связь с предшествующими дисциплинами.
№
п/п
1
2
3
Наименование дисциплины
Номера тем
Высшая математика
Физика
Теоретическая механика
Весь курс
-"-"-
1.4. Связь с последующими дисциплинами.
Знания, полученные при изучении дисциплины «Гидравлика»
используются при освоении последующих дисциплин «Инженерная
геология»,
«Сооружения,
эксплуатация
газ
нефтепроводов
и
газохранилищ».
Практические
(семинарские)
18
-
36 46
зачет
лабораторные
лекции
54
практические
всего
100
СРС
Общий объем
4
лабораторные
Номер семестра
аудиторные
Количество часов в неделю
лекции
Учебные занятия
Форма итоговой аттестации
(зачет, экзамен)
2. Распределение часов учебных занятий по семестрам.
1
-
2
3. Содержание дисциплины
3.1. Наименование тем, их содержание, объем в часах лекционных занятий
Порядковый Раздел, тема учебного курса, содержание
номер лекции
лекции
1
2
Четвертый семестр.
Раздел 1. Гидростатика.
Тема 1.1. Введение. Свойства жидкостей.
1.1.1. Наука гидравлика и ее задачи.
Краткая история развития гидравлики.
Роль российских ученых в развитии
гидравлики.
Роль
гидравлики
в
нефтегазовом деле.
1.1.2. Понятие «Жидкость» и ее модели.
Основные
физические
свойства
жидкостей и газов. Состояние покоя
жидкости. Гидростатическое давление и
его свойства. Основное уравнение
гидростатики. Избыточное давление и
вакуум. Способы и приборы для
измерения давления. Закон Паскаля.
Раздел 1. Гидростатика.
Тема 1.2. Гидростатика.
1.2.1. Силы гидростатического давления
на
плоские
и
криволинейные
поверхности.
1.2.2.
Простейшие
гидравлические
машины гидростатического давления.
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема
2.1.
Кинематика,
динамика
жидкости.
2.1.1. Основы кинематики.
2.1.2. Скорости и давления движущейся
жидкости. Траектория, линия тока,
трубка тока.
2.1.3. Элементарная струйка и ее
свойства. Одномерные потоки жидкостей
и газов, элементы потока.
2.1.4. Расход и средняя скорость потока.
Уравнение
неразрывности
для
элементарной
струйки
и
потока
Кол-во
часов
Литература
2
1, 2, 3, 5
2
1, 2, 3, 5
несжимаемой жидкости.
3-4
5
6-7
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.2. Общие законы и уравнения
статики и динамики жидкостей и газов
2.2.1.Уравнение
Бернулли
для
элементарной струйки идеальной и
реальной жидкости.
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.3. Элементы подобия
гидромеханических процессов.
2.3.1. Гидромеханическое подобие.
Критерии подобия. Критериальные
уравнения.
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.4. Режимы течения жидкостей в
трубах.
2.4.1. Режимы движения жидкости,
ламинарный режим, турбулентный
режим.
2.4.2. Понятие о механизме
турбулентного и ламинарного движения.
2.4.3. Кавитационные течения.
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.5. Теория гидродинамических
сопротивлений.
2.5.1. Общие сведения о местных
сопротивлениях.
2.5.2. Внезапное расширения русла.
2.5.3. Постепенное расширения русла.
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.6. Истечение жидкости через
отверстия и насадки.
2.6.1. Истечение жидкости через малое
отверстие в тонкой стенке при
постоянном и переменном напоре.
4
1, 2, 3, 5
2
1, 2, 3, 5
4
1, 2, 3, 5
2.6.2. Истечение жидкости через насадки.
8
9
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.7. Гидравлический расчет
трубопроводов.
2.7.1. Формулы для определения
местных гидравлических потерь.
Гидравлический расчет коротких
трубопроводов.
2.7.2. Сифонный трубопровод.
2.7.3. Последовательное и параллельное
соединение трубопроводов.
2.7.4. Разветвленные трубопроводы.
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.8. Реология.
2.8.1. Основные законы. Потоки вязких
жидкостей.
2.8.2.Основы диффузионного
массопереноса.
Итого
2
1, 2, 3, 5
2
18
3.2. Практические (семинарские) занятия, их наименование, содержание
и объем в часах
Учебным планом не предусмотрены.
3.3. Лабораторные занятия, их наименования и объем в часах
Номер
лабораторн
ой работы
Наименование
лабораторной работы
Раздел, тема лекционного курса
Объе
мв
часах
1.
Методика измерения
гидравлических величин.
2.
Исследование методов
измерения уровня,
расхода, скорости,
температуры и давления
рабочей жидкости.
3.
Экспериментальное
исследование
обоснование
основного уравнения
гидростатики.
4.
Равновесие жидкости во
вращающихся сосудах.
и
Раздел 1. Гидростатика.
Тема 1.1. Введение. Свойства
жидкостей.
1.1.2. Понятие «Жидкость» и ее
модели. Основные физические
свойства жидкостей и газов.
Состояние покоя жидкости.
Гидростатическое давление и его
свойства. Основное уравнение
гидростатики. Избыточное
давление и вакуум. Способы и
приборы для измерения давления.
Закон Паскаля
Раздел 1. Гидростатика.
Тема 1.1. Введение. Свойства
жидкостей.
1.1.2. Понятие «Жидкость» и ее
модели. Основные физические
свойства жидкостей и газов.
Состояние покоя жидкости.
Гидростатическое давление и его
свойства. Основное уравнение
гидростатики. Избыточное
давление и вакуум. Способы и
приборы для измерения давления.
Закон Паскаля.
1.1.2. Понятие «Жидкость» и ее
модели. Основные физические
свойства жидкостей и газов.
Состояние
покоя
жидкости.
Гидростатическое давление и его
свойства. Основное уравнение
14
гидростатики.
Избыточное
давление и вакуум. Способы и
приборы для измерения давления.
Закон Паскаля.
Раздел 1. Гидростатика.
Тема 1.2. Гидростатика.
1.2.1. Силы гидростатического
давления
на
плоские
и
криволинейные поверхности.
4
4
4
2
5.
6.
7.
8.
1.2.2. Простейшие гидравлические
машины гидростатического
давления.
Исследование уравнения Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.2. Общие законы и
Бернулли для потока
уравнения статики и динамики
вязкой жидкости.
жидкостей и газов.
2.2.1.Уравнение Бернулли для
элементарной струйки идеальной
и реальной жидкости.
Исследование режимов
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.4. Режимы течения
движения жидкости.
жидкостей в трубах.
2.4.1. Режимы движения
жидкости, ламинарный режим,
турбулентный режим.
2.4.2. Понятие о механизме
турбулентного и ламинарного
движения.
2.4.3. Кавитационные течения.
Экспериментальное
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.5. Теория
определение
гидродинамических
коэффициентов
сопротивлений.
местных сопротивлений.
2.5.1. Общие сведения о местных
сопротивлениях.
2.5.2. Внезапное расширения
русла.
2.5.3. Постепенное расширения
русла.
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.6. Истечение жидкости
через отверстия и насадки.
2.6.1. Истечение жидкости через
малое отверстие в тонкой стенке
при постоянном и переменном
напоре.
2.6.2. Истечение жидкости через
насадки.
Исследование процессов
Раздел 2. Гидродинамика.
истечения жидкости через Тема 2.6. Истечение жидкости
отверстия и насадки.
через отверстия и насадки.
2.6.1. Истечение жидкости через
4
4
4
4
9.
Гидравлический расчет
трубопроводов.
малое отверстие в тонкой стенке
при постоянном и переменном
напоре.
2.6.2. Истечение жидкости через
насадки.
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.7. Гидравлический расчет
трубопроводов.
2.7.1. Формулы для определения
местных гидравлических потерь.
Гидравлический расчет коротких
трубопроводов.
2.7.2. Сифонный трубопровод.
2.7.3. Последовательное и
параллельное соединение
трубопроводов.
2.7.4. Разветвленные
трубопроводы.
Итого
6
36
3.4. Содержание и объем самостоятельной работы студентов, сроки
выполнения и объем в часах
Разделы и темы рабочей программы
самостоятельного изучения
Перечень домашних
Сроки
заданий и других
выполн
вопросов для
ения
самостоятельного
изучения
2
3
Изучение и проработка
до
учебного материала.
25.05.
Свойства Решение задач.
Объе
м
часо
в
1
4
5
Четвертый семестр.
Раздел 1. Гидростатика.
Тема
1.1.
Введение.
жидкостей.
1.1.1. Наука гидравлика и ее задачи.
Краткая история развития гидравлики.
Роль российских ученых в развитии
гидравлики. 1.1.2. Понятие «Жидкость»
и ее модели. Основные физические
свойства жидкостей и газов. Состояние
покоя
жидкости.
Гидростатическое
давление и его свойства. Основное
уравнение гидростатики. Избыточное
давление и вакуум. Способы и приборы
для измерения давления. Закон Паскаля.
Раздел 1. Гидростатика.
Тема 1.2. Гидростатика.
1.2.1. Силы гидростатического давления
на
плоские
и
криволинейные
поверхности.
1.2.2.
Простейшие
гидравлические
машины гидростатического давления.
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема
2.1.
Кинематика,
динамика
жидкости.
2.1.1. Основы кинематики.
2.1.2. Скорости и давления движущейся
жидкости. Траектория, линия тока,
трубка тока.
2.1.3. Элементарная струйка и ее
свойства.
Одномерные
потоки
жидкостей и газов, элементы потока.
2.1.4. Расход и средняя скорость потока.
Уравнение
неразрывности
для
элементарной
струйки
и
потока
несжимаемой жидкости.
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.2. Общие законы и уравнения
статики и динамики жидкостей и газов.
2.2.1.Уравнение
Бернулли
для
элементарной струйки идеальной и
реальной жидкости.
Тема
2.3.
Элементы
подобия
гидромеханических процессов.
2.3.1.
Гидромеханическое
подобие.
Критерии
подобия.
Критериальные
уравнения.
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.4. Режимы течения жидкостей в
трубах и основы подобия.
2.4.1. Режимы движения жидкости,
ламинарный
режим,
турбулентный
режим.
Изучение и проработка
учебного материала.
Решение задач.
Решение задач.
Изучение и проработка
учебного материала.
Решение задач.
Изучить особые случаи
ламинарного течения.
Изучение и проработка
учебного материала по
конспектам лекций.
Решение задач.
6
до
25.05.
4
до
25.05.
до
25.05.
до
25.05.
6
10
2.4.2.
Понятие
о
механизме
турбулентного и ламинарного движения.
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.5. Теория гидродинамических
сопротивлений.
2.5.1. Общие сведения о местных
сопротивлениях.
2.5.2. Внезапное расширения русла.
2.5.3. Постепенное расширения русла.
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.6. Истечение жидкости через
отверстия и насадки.
2.6.1. Истечение жидкости через малое
отверстие в тонкой стенке при
постоянном и переменном напоре.
2.6.2. Истечение жидкости через
насадки.
Изучить
и
до
законспектировать
25.05.
вопросы:
1) Поворот русла.
2) сопротивления
при
ламинарном
движении.
Решение задач.
Изучить
и
законспектировать
вопросы:
1)
Истечение
при
несовершенном сжатии.
Истечение под уровень.
2)
Истечение
через
насадки при постоянном
напоре.
Подготовка
к
лабораторным занятиям,
заключающаяся
в
решении задач по теме.
Решение задач.
Изучение и проработка до
учебного материала по 25.05.
конспектам лекции и
дополнительной
литературе.
Раздел 2. Гидродинамика.
Тема 2.7. Гидравлический расчет
трубопроводов.
2.7.1. Формулы для определения
местных
гидравлических
потерь.
Гидравлический
расчет
коротких
трубопроводов.
2.7.2. Сифонный трубопровод.
2.7.3. Последовательное и параллельное
соединение трубопроводов.
2.7.4. Разветвленные трубопроводы.
2.7.5. Трубопроводы с насосной подачей.
Раздел 2. Гидродинамика.
Изучение и проработка
Тема 2.8. Реология.
учебного материала по до
2.8.1. Основные законы. Потоки вязких конспектам лекции и 25.05.
5
5
5
жидкостей.
2.8.2.Основы
массопереноса.
дополнительной
диффузионного литературе.
Решение задач.
Итого
46
3.5. Курсовой проект (работа), его характеристика и трудоемкость,
примерная тематика.
Учебным планом не предусмотрена.
3.6. Примерный перечень вопросов к зачету
1. Наука гидравлика и ее задачи. Краткая история развития гидравлики. Роль
гидравлики в нефтегазовом деле.
2. Понятие «Жидкость» и ее модели.
3. Основные физические свойства жидкостей и газов.
4. Основное уравнение гидростатики. Гидростатическое давление и его
свойства.
5. Закон Паскаля. Закон Архимеда.
6. Способы и приборы для измерения давления. Избыточное давление и
вакуум.
7. Силы гидростатического давления на плоские поверхности.
8. Силы гидростатического давления криволинейные поверхности.
9. Простейшие гидравлические машины гидростатического давления.
10.Основы кинематики. Скорости и давления движущейся жидкости.
Траектория, линия тока, трубка тока.
11. Элементарная струйка и ее свойства.
12. Одномерные потоки жидкостей и газов, элементы потока.
13.Расход и средняя скорость потока.
14.Общие законы и уравнения статики и динамики жидкостей и газов.
Уравнение неразрывности для элементарной струйки и потока
несжимаемой жидкости.
15.Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости.
16. Уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости.
17. Режим движения жидкости - ламинарный.
18. Режим движения жидкости - турбулентный.
19. Теория гидродинамических сопротивлений.
20. Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при
постоянном напоре.
21.Истечение жидкости через насадки.
22. Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при
переменном напоре.
23. Формулы для определения местных гидравлических потерь.
24.Гидравлический расчет коротких трубопроводов.
25.Сифонный трубопровод.
26. Последовательное соединение трубопроводов
27. Параллельное соединение трубопроводов.
28. Разветвленные трубопроводы.
29.Трубопроводы с насосной подачей.
30. Реология. Основные законы.
31. Потоки вязких жидкостей.
32.Основы диффузионного массопереноса.
33.Элементы подобия гидромеханических процессов.
34.Теория гидродинамических сопротивлений.
35.Кавитационные течения.
36.Внезапное расширения русла.
37.Постепенное расширения русла.
4. Учебно-методические материалы по дисциплине
4.1. Основная и дополнительная литература
а) Основная литература
1. Гидравлика и гидропневмопривод. Задачник: учеб.пособие/ Ю.А. Беленков
[и др.]; под ред. Ю.А. Беленкова. – М.: Экзамен, 2009. - 286 с.
2. Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод: учеб.пособие/ под ред.
С.П. Стесина. - М.: Академия, 2007. - 336 с.
б) Дополнительная литература
1 Кудинов В.А. Гидравлика: учеб. пособие/ В.А. Кудинов, Э.М. Карташов. –
М.: Высш. шк., 2006. – 175 с.
2. Косой, В. Д. Гидравлика (с примерами и решениями инженерных задач):
учебник/ В.Д. Косой, С.А. Рыжов. - М.: ДеЛипринт, 2008. - 495 с.
4.2.Перечень методических указаний к проведению учебных занятий и
самостоятельной работы студентов
В.М. Тимченко
Гидравлика. Гидравлические и пневматические
системы. Практикум для студентов очной и заочной форм обучения.
4.3. Перечень методических указаний к лабораторным занятиям
В.М. Тимченко
Гидравлика. Гидравлические и пневматические
системы. Лабораторный практикум для студентов очной и заочной
форм обучения.
4.4. Перечень обучающих, контролирующих компьютерных программ,
диафильмов, кино-и телефильмов, мультимедиа и т.п.
1. Комплект плакатов.
4.5. Раздаточный материал
1. Карточки для решения задач