1 - Кафедра инженерной химии и промышленной экологии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНА.
УТВЕРЖДАЮ
Первый проректор
д.т.н., профессор
Ашнин Н.М.
“_____” ____________ 2001г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине “Гидравлика” для студентов дневного отделения специальностей 210200
“Автоматизация технологических процессов и производств”
Кафедра инженерной химии и промышленной экологии
Всего часов
Лекции
Лабораторные занятия
Курс
Зачет
Самостоятельная работа
56/34
17
17
2
4
22
Санкт-Петербург
2001г.
Рабочая программа, составленная на основании Государственного образовательного
стандарта высшего профессионального образования по специальности 210200
“Автоматизация технологических процессов и производств”
Составитель: к.т.н., доцент
Шаханов В.Д.
Рабочая программа обсуждена и утверждена на заседании кафедры инженерной химии и
промышленной экологии.
Зав. Кафедры, д.т.н., профессор
В.П. Панов
Декан факультета информационных
технологий и машиноведения, профессор
Виза лаборатории методического обеспечения учебного процесса
1.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
В.Я. Энтин
1.1 Цель преподавания дисциплины
Курс “Гидравлика” прикладная инженерная наука, изучающая законы равновесия и
движения жидкости, а также методы применения этих законов в различных областях
инженерной практики.
Целью настоящей дисциплины являете изложение основ гидравлики, необходимых
при изучении тех разделов специальных дисциплин,
где приходится обращаться к
применению основных законов и методов гидравлики, теории и практики гидравлических
машин.
Полученные
знания
необходимы
при
расчетах,
монтаже
и
эксплуатации
гидравлических систем, которые широко применяются для комплексной механизации и
автоматизации в текстильной и легкой промышленности.
Основные знания, приобретаемые студентами
1.2.
Специалист должен знать основные законы гидравлики, назначение, особенности
устройства и работы машин, основных элементов трубопроводов, методы расчета
гидравлических систем.
Основные умения, приобретаемые при изучении дисциплины
1.3.
Специалист должен уметь применять основные законы гидравлики при расчетах и
проектировании гидравлических систем, правильно выбирать основное и вспомогательное
оборудование, поставить эксперимент, обработать данные с использование ЭВМ.
1.4.
Перечень дисциплин, которые необходимы для изучения гидравлики
1.
Физика
2.
Математика
3.
Теоретическая механика
4.
Техническая механика и элементы машин
Информатика
5.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.
Раздел 1.Гидравлика
Тема 1.1. Вводные сведения. Основные физические
свойства жидкости - 1 час
Предмет гидравлики. Краткая история развития. Применение и значение гидравлики
в различных отраслях техники.
Основные свойства жидкости – плотность, сжимаемость, температурное расширение,
вязкость. Неньютоновские жидкости. Модель идеальной жидкости. Силы, действующие в
жидкости.
Тема 1.2. Гидростатика - 1 час
Гидростатическое
давление
–
определение
и
свойства.
Дифференциальные
уравнения равновесия жидкости (уравнения Эйлера). Основное уравнение гидростатики.
Определение силы давления на плоскую стенку.
Тема 1.3. Кинематика и динамика жидкости - 2 часа
Виды движения жидкости. Основные понятия и определения: линия тока, трубка
тока, элементарная струйка, живое сечение, поток жидкости, расход, средняя скорость
потока. Уравнение неразрывности потока. Дифференциальные уравнения движения
жидкости. Уравнение Бернулли для идеальной
энергетическое
толкование
уравнения
жидкости.
Бернулли.
Геометрическое
Графическое
и
изображение.
Коэффициент Кориолиса. Уравнение Бернулли для вязкой жидкости. Общие сведения о
гидравлических потерях.
1.4. Основы гидродинамического подобия.
Режимы движения жидкости - 0,5 часа
Основы теории подобия. Критерии гидродинамического подобия. Число Рейнольдса.
Тема 1.5. Ламинарное движение, жидкости - 1 час
Распределение скоростей и касательных напряжений по сечению круглой трубки.
Потери напора на трение.
Тема 1.6. Турбулентное движение жидкости - 0,5 часа
Особенности турбулентного движения жидкости. Пульсация скоростей и давления.
Распределение усредненных скоростей по сечению потока. Касательные напряжения в
турбуленном потоке. Гидравлические гладкие и шероховатые трубы. Формулы для определения коэффициента трения. График ВТИ. Потери напора на трение.
Тема 1.7. Местные сопротивления - 0,5 часа
Основные виды местных сопротивлений. Потери напора в различных местных
сопротивлениях. Общие сведения о арматуре.
Тема 1.8. Гидравлический расчет трубопроводов – 0,5 часа
Основное расчетное уравнение простого трубопровода. Расчеты трубопроводов
постоянного сечения.
Тема 1.9. Гидравлический удар в трубах – 0,5 часа
Явление
гидравлического
удара.
Формула
Н.Е.
Жуковского.
Способы
предотвращения гидравлического удара.
Тема 1.10. Истечение жидкости через отверстия и насадки - 0,5 часа
Основные понятия и определения. Истечение жидкости через отверстие в тонкой
стенке при постоянном напоре. Коэффициенты сжатия, скорости и расхода. Истечение
жидкости при переменном напоре. Истечение жидкости через различные типы насадоков.
Раздел 2.ОБЪЕМНЫЕ ГИДРОМАШИНЫ
Тема 2.1. Поршневые насосы - 1 час
Классификация.
Устройство
и
принцип
действия
поршневых
насосов.
Неравномерность подачи и способы ее выравнивания. Индикаторная диаграмма.
Достоинства и недостатки поршневых насосов.
Тема 2.2. Роторные и роторно-поршневые гидромашины - 2 часа
Устройство
и
принцип
действия
пластинчатых
и
шестеренных
насосов.
Регулирование подачи. Обратимость роторных гидромашин. Радиально- и аксиально
поршневые гидромашины. Принцип действия. Определение подачи и ее регулирование.
Обратимость.
Тема 2.3. Объемный гидропривод и средства гидроавтоматики - З часа
Основные понятия и определения. Принцип действия гидропривода, схемы.
Гидродвигатели. Силовые гидроцилиндры и их расчет. Гидроаппаратура и элементы
гидроавтоматики. Направляющая и регулирующая гидроаппаратура, принцип действия,
конструкции. Вспомогательная аппаратура. Обозначение гидроаппартуры и элементов
гидроавтоматики по ЕСКД. Дроссельное и объемное регулирование скорости. Следящий
гидропривод в системах автоматического управления. Гидроусилители.
Раздел 3 ЛОПАСТНЫЕ ГИДРОМАШИНЫ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
Тема 3.1. Общие сведения и классификация гидромашин - 1 час
Классификация насосов. Основные параметры работы насосов: подача, напор,
мощность, коэффициент полезного действия.
Тема 3.2 .Лопастные насосы – 1 час
Центробежные насосы. Устройство и принцип действия. Основное уравнение
лопастных машин (уравнение Эйлера). Кавитация. Характеристика центробежного насоса.
Работа насоса на трубопровод. Основы теории подобия лопастных насосов. Формула
подобия для насосов.
Тема 3.3. Гидродинамические передачи - I час
Назначение и область применения, гидродинамические передач. Гидродинамические
муфты и трансформаторы. Устройство и принцип действия.
4.РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Форма
обучения
Номер
семестра
Всего часов
Дневная
4
34
Из них
Лекции
Лабораторные
17
17
5.ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
Номера тем,
Номера
Номера
Наименование лабораторных
Объем в
по которым
проводятся
занятия
семестр
ов
занятий
занятий
часах
1.1
4
1
1.2
2
1.2
3
1.4, 1.5
4
1.3, 1.5,
1.6, 1.7
5
Определение вязкости
жидкости
Определение
гидростатического давления
Определение силы
гидростатического давления на
плоскую стенку
Определение режимов
движения жидкости
Определение коэффициентов
гидравлического сопротивления
трубопровода
Определение коэффициентов
расхода при истечении
2
2
2
2
2
1.10
6
2.1, 2.2
2.3
3.1, 3.2
7
2.3
3.1, 3.2
8
9
жидкости через отверстия и
насадки
2
Испытание шестерного насоса
Гидроаппаратура
Испытание центробежного
насоса
2
1
2
ИТОГО
17
ФОРМЫ КОНТРОЛЯ И ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ СТУДЕНТОВ
Формы
контроля
Количество
Номера
Разделы по которым проводится
контроль
Предусмотренные учебным планом
Зачет
1
4
Разделы 1, 2, 3
8
4
Разделы 1, 2, 3
Дополнительные
Коллоквиумы
Рекомендуемая литература
1.БаштаТ.М., Руднев С.С., Некрасов В.В. Гидравлика, гидромашины и гидравлические
приводы. М.: Машиностроение, 1982, 423 с.
2. Абрамов Е.Н. Элементы гидропривода. К.: Техника 1977, 320с.
Дополнительная литература
3.Башта Т.М. Объемные гидравлические приводы, -М.: Машиностроение, 1969.
4.Гейгер В.Г., Дулин B.C. и др. Гидравлика и гидропривод. -М.:Недра,1981, 295с.
5.Свешников Б.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы. -М.: Машиностроение, 1988, 512 с.
6.Залкинд А. И. Новое оборудование обувного производства., М.: Лег, и пищ. пром., 1983
152 с.
7.Гидравлика и гидравлические машины, методическое указание к лабораторным работам,
СПГУТД, 1992, 32 с.
8.Насосы. Учебное пособие – СПГУТД, 1997, 53с.
9.Гидростатика. Методические указания к лабораторным работам, СПГУТД, 1994, 19 с.
10.Объемный гидравлический привод. Методические указания к индивидуальной работе,
СПГУТД, 1992, 32с.
11.Трубопроводная арматура. Методические указания к лабораторной работе, СПГУТД,
1992, 29 с.
12.Процессы и аппараты химической технологии. Гидромеханические процессы.
Лабораторный практикум – СПГУТД, 1998, 131 с.
Перечень методических материалов к техническим средствам обучения
1.Система автоматизированного контроля на базе ЭВМ.
Кинофильмы
2.Уравнение Бернулли для потока, жидкости, 16 мм, черно-белый, 1984.
3.Гидравлика, 16 мм, 44 части, черно-белый, 1985.
4.Кавитация в лопастных насосах, 16 мм, 2 части, черно-белый, 1978.
5.Гидродинамические передачи, 16мм, 2 части, черно-белый, 1979.
6.Истечение жидкости из отверстий и насадок, 16 мм, 1 часть, 1982.
7.Гидравлика в технике, 16 мм, 2 части, 1984.
8.Вязкость жидкости и газов.
9.Основы гидро- и аэродинамики.
10.Применение гидропривода в технологических машинах.
11.Динамика и регулирование гидропневмосистем 16мм, черно-белый, 1985.
Диафильмы
12.Перемешивание жидкостей, 3 части, 1975.
13.Гидропривод, 3 части, 1975.
14.Пневматические и гидравлические устройства токарных станков, 2 части, 1976.
15.Гидравлическая аппаратура для металообрабатывающих станков и автоматических
линий, 2 части, 1979.
16.Конструкции динамических и объемных насосов и гидродинамических передач. Слайды
и рисунки для телевизионного класса.
Прочие методические материалы.
17.Стенд “Трубопроводная арматура”
18.Стенд “Лопастные и объемные насосы”
19.Стенд “Элементы гидропривода”
20.Автоматизированная система контроля знаний студентов по гидравлике.
СОГЛАСОВАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ С ДРУГИМИ
ДИСЦИПЛИНАМИ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 2102000
Предложения об
Наименование дисциплины, где
используется материал данной
дисциплины
Кафедра
Подпись зав.
изменениях в
кафедрой, дата
пропорциях
материала,
порядке
изложения и
содержания лаб.
занятий
“Автоматизация
Кафедра
технологических процессов и
автоматизац
производств”
ии
“Автоматизация технико-
производств
экономических процессов
енных
предприятий”
процессов
“Автоматизация
технологических процессов
экологических систем”
“Расчет и конструирование
роботехнических комплексов
машин отрасли”