ЮРГИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ

ЮРГИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО
БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
УТВЕРЖДАЮ
Зам. директора ЮТИ ТПУ
________ В.Л. Бибик
«__» _
__2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ГИДРОМЕХАНИКА
НАПРАВЛЕНИЕ ООП: ГОРНОЕ ДЕЛО
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ: Горные машины и оборудование
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): специалист
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г.
КУРС 4; СЕМЕСТР 7;
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 3
ПРЕРЕКВИЗИТЫ:
«Математика»,
«Физика»,
«Теоретическая
механика»,
«Начертательная геометрия. Инженерная и компьютерная графика»,
КОРЕКВИЗИТЫ: «Теплотехника», «Стационарные машины», «Транспортные машины»
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
ЛЕКЦИИ
18 часов (ауд.)
ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
КУРСОВАЯ РАБОТА (самостоятельно)
ИТОГО
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ
54
36
часов (ауд.)
часов (ауд.)
часа
часов
90
часов
36
очная
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: ЗАЧЕТ В 7 СЕМЕСТРЕ.
ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ КАФЕДРА: «Горно-шахтное оборудование»
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ:
к.т.н., доцент Казанцев А.А.
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП:
к.т.н., доцент Казанцев А.А.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
Блащук М.Ю.
2011 г.
1. Цели освоения дисциплины
В результате освоения данной дисциплины дипломированный
специалист приобретает знания, умения и навыки, обеспечивающие
достижение целей основной образовательной программы «Горное дело».
Дисциплина «Гидромеханика» формирует теоретические знания,
практические навыки, вырабатывает компетенции, которые дают
возможность выполнять следующие виды профессиональной деятельности:
производственно-технологическую; проектную; научно-исследовательскую;
организационно-управленческую с применением знаний и навыков в
областях основных
законов поведения жидкого состояния вещества;
современных физических и математических моделей, описывающих
жидкость в состоянии покоя и движения; способов и средств перемещения
жидкостей, а также использования их в качестве носителей механической
энергии для привода машин и механизмов.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина
относится
к
специальным
дисциплинам
профессионального цикла (Б3.Б4). Она непосредственно связана с
дисциплинами в математическом и естественно-научном цикле –
«Математика», «Физика» в профессиональном цикле – «Теоретическая
механика», «Начертательная геометрия. Инженерная и компьютерная
графика». Кореквизитами для дисциплины являются дисциплины
профессинального цикла: «Теплотехника», «Стационарные машины»,
«Транспортные машины», в рамках которых происходит рассмотрение
специфических вопросов гидромеханики.
3. Результаты освоения дисциплины
После изучения данной дисциплины студенты приобретают знания,
умения и опыт, соответствующие результатам основной образовательной
программы*.
Соответствие
результатов
освоения
дисциплины
«Гидромеханика» формируемым компетенциям ООП представлено в
таблице.
2
Формируемые
компетенции в
соответствии с
ООП*
З.1.3
З.3.3
З.4.4
З.5.2
З.6.2
У.1.3
У.3.4
У.5.2
У.6.5
В.3.6
В.4.4
В.4.5
В.5.2
Результаты освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины выпускник должен обладать
следующими общекультурными компетенциями:
Стремлением к саморазвитию, повышению своей квалификации и
мастерства, владение навыками самостоятельной работы;
владением основными методами, способами и средствами
получения, хранения, переработки информации.
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
– знать основные свойства жидкого и газообразного состояния
вещества;
– общие законы статики и кинематики жидкостей и их
взаимодействия с твердыми телами и оконтуривающими
поверхностями;
– методы решения базовых задач гидростатики и гидродинамики
реальных жидкостей;
– методы расчёта простых и сложных гидравлических сетей и
основы расчёта фильтрационных задач, встречающихся в горном
деле.
– знать теорию подобия гидромеханических процессов;
Студенты должны уметь:
– решать прямую и обратную задачи гидравлики;
– уметь решать задачи взаимодействия покоящейся
жидкости со стенками сосуда, в котором она находится;
– рассчитывать
характеристики
процесса
истечения
жидкостей из отверстий и насадок.
– уметь
рассчитывать
простые
и
разветвленные
трубопроводные системы с самотечной и насосной подачей;
*Расшифровка формируемых компетенций представлена в Федеральном
государственном стандарте подготовки специалистов по направлению
130400 «Горное дело».
4. Структура и содержание дисциплины
4.1. Структура дисциплины по разделам, формам организации и
контроля обучения
№
Название
раздела/темы
1
Введение.
2
Гидростатика
Аудиторная работа
(час)
Лек Практ./
Лаб.
ции семинар
зан.
1
4
1
4
3
СРС
(час)
Итого
4
9
4
9
Формы текущего
контроля и
аттестации
Отчеты по
лабораторным
работам
Отчеты по
лабораторным
3
Кинематика
жидкости
2
4
4
10
4
Динамика жидкости. 3
4
4
11
5
Истечение жидкости 2
через отверстия и
насадки.
Теория подобия
2
гидромеханических
процессов
Режимы течения
4
жидкости в трубах.
4
4
10
4
4
10
4
4
12
Местные
гидравлические
сопротивления
Гидравлический
расчет
трубопроводов.
Итого
1
4
4
9
2
4
4
10
18
36
36
90
6
7
8
9
работам
Отчеты по
лабораторным
работам
Отчеты по
лабораторным
работам
Отчеты по
лабораторным
работам
Отчеты по
лабораторным
работам
Отчеты по
лабораторным
работам
Отчеты по
лабораторным
работам
Отчеты по
лабораторным
работам
При сдаче отчетов и письменных работ проводится устное собеседование.
4.2.
Содержание разделов дисциплины
1. Введение
Историческая справка. Предмет гидравлики. Задачи и содержание
курса. Основные физические свойства жидкостей. Отличительные
особенности различных состояний вещества; силы, действующие на
жидкость, основные свойства жидкостей.
2. Гидростатика
Гидростатическое давление и его свойства; основное уравнение
гидростатики, закон Паскаля. Дифференциальные уравнения равновесия
жидкости и их решения для ряда частных случаев.
3. Кинематика жидкости
Движение жидкой частицы; понятие о вихревом потенциальном
движении; расход, уравнение расхода; ускорение жидкой частицы.
4. Динамика жидкости
Динамика невязкой жидкости. Уравнение Бернулли для элементарной
струйки идеальной жидкости; уравнение Бернулли для элементарной
струйки невязкого газа.
5. Истечение жидкости через отверстия и насадки.
4
Истечение жидкости через отверстие в тонкой стенке и насадки при
постоянном напоре; истечение жидкости из резервуара при переменном
напоре; истечение под уровень.
6. Теория подобия гидромеханических процессов.
Теория подобия гидромеханических процессов Метод размерностей в
гидромеханике.
7. Режимы течения жидкости в трубах
Режимы течения жидкости в трубах. Опыты Рейнольдса. Теория
ламинарного течения в круглых трубах. Начальный участок ламинарного
течения. Ламинарное течение в зазоре. Турбулентное течение в
шероховатых трубах.
8. Местные гидравлические сопротивления
9. Гидравлический расчет трубопроводов.
Простой трубопровод постоянного сечения; соединения простых
трубопроводов; трубопроводные системы с насосной подачей;
гидравлический удар в трубах.
Тематика лабораторных работ (36 часов)
Лабораторный практикум предназначен для закрепления знаний,
полученных студентами на теоретических занятиях, а также привития
навыков настройки оборудования для выполнения установленных задач и
экспериментальных исследований.
1. Изучение конструкций приборов для измерения давления (4 часа).
2. Измерение гидростатического давления (4 часа).
3. Измерение пьезометрического и скоростного напора (4 часа).
4. Иллюстрация уравнения Бернулли (4 часа)
5. Изучение режимов движения жидкости (4 часа)
6. Изучение конструкций роторных насосов и гидромоторов (4 часа).
7. Определение коэффициентов местных сопротивлений (6 часа).
8. Истечение жидкостей из отверстий и насадков (6 часа).
5
5. Распределение компетенций по разделам дисциплины
Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов
обучения по основной образовательной программе, формируемых в рамках
данной дисциплины и указанных в пункте 3.
№
Формируемые
компетенции
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
З.1.3
З.3.3
З.4.4
З.5.2
З.6.2
У.1.3
У.3.4
У.5.2
У.6.5
В.3.6
В.4.4
В.4.5
В.5.2
1
2
3
х
Разделы дисциплины
4
5
6
7
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
8
х
х
9
х
х
10
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
6. Образовательные технологии
При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов
учебной работы с методами и формами активизации познавательной
деятельности бакалавров для достижения запланированных результатов
обучения и формирования компетенций.
Методы и формы
активизации
деятельности
Дискуссия
IT-методы
Командная работа
Разбор кейсов
Опережающая СРС
Индивидуальное
обучение
Проблемное обучение
Обучение на основе
опыта
ЛК
Виды учебной деятельности
ПР
ЛБ
х
х
СРС
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины
реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:
 изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с
использованием компьютерных технологий;
6
 самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с
использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических
разработок, специальной учебной и научной литературы;
 закрепление теоретического материала при проведении лабораторных
работ с использованием учебного и научного оборудования и приборов,
выполнения проблемно-ориентированных, поисковых, творческих заданий.
7. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной
работы студентов (CРC)
7.1 Текущая и опережающая СРС, направленная на углубление и
закрепление знаний, а также развитие практических умений заключается в:
 работе бакалавров с лекционным материалом;
 выполнении домашних заданий,
 изучении теоретического материала к лабораторным и практическим
занятиям,
 подготовка к экзамену.
7.2.Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная
работа
(ТСР) направлена на развитие интеллектуальных умений, комплекса
универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций,
повышение творческого потенциала магистрантов и заключается в:
 поиске, анализе, структурировании и презентации информации, анализе
научных публикаций по определенной теме исследований,
 анализе статистических и фактических материалов по заданной теме,
проведении расчетов, составлении схем и моделей на основе статистических
материалов,
 исследовательской работе и участии в научных студенческих
конференциях, семинарах и олимпиадах,
8. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины
(фонд оценочных средств)
Оценка успеваемости осуществляется по результатам:
- самостоятельного (под контролем преподавателя) выполнения лабораторной
работы,
- устного опроса при сдаче выполненных индивидуальных заданий, защите
отчетов по лабораторным работам и во время экзамена во втором семестре
(для выявления знания и понимания теоретического материала
дисциплины).
7
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
9.1 Лабораторные установки
6.1.1 Гидростенд универсальный ГС-3 со сменными комплектами для
проведения лабораторных работ.
6.1.2 Лабораторная установка для изучения гидростатического давления.
6.1.3 Лабораторная установка для изучения режимов движения
жидкости.
6.1.4 Лабораторная установка для изучения гидравлических
сопротивлений.
6.1.5 Наглядные пособия, в т. ч. гидравлические направляющие
распределители, клапаны давления, насосы шестеренные, пластинчатые,
центробежные, гидроаккумуляторы, манометры и т. д.
9.2 Перечень рекомендуемой литературы
6.2.1 Гидравлика и гидропривод: Учеб. пособие/Под общ. ред. И.Л.
Пастоева. М.: Издательство МГГУ, 2001. – 520 с.
6.2.2 Скорняков Н.М. Гидравлика (теоретический курс с примерами
практических расчетов): Учеб. пособие / Н.М. Скорняков, В.Н. Вернер, В.В.
Кузнецов; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2003. – 224 с.
6.2.3 Скорняков Н.М. Гидро- и пневмопривод: теоретический курс с
приложением альбома конструкций: Учеб. пособие / Н.М. Скорняков, В.Н.
Вернер, В.В. Кузнецов; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2003. – 223 с.
6.2.4 Конструкции элементов объемных гидропередач: Учеб. пособие
по выполнению лабораторных работ / Сост.: Н.М. Скорняков, В.В. Кузнецов;
ГУ Кузбасс гос. техн. ун-т. – Кемерово, 2002. – 116 с.
6.2.5 Башта Т. М. Машиностроительная гидравлика.
-М.:
Машиностроение; 1982. - 423с.
6.2.6 Большаков В.А., Попов В.Н. Гидравлика. Общий курс. – К.:
Выща школа, 1989. - 215с.
6.2.7 Холин К.М., Никитин О.Ф. Основы гидравлики и объемные
гидроприводы. - М.: Машиностроение, 1989. - 254с.
9.3 Дополнительная литература
6.3.1 Кондаков Л.А. и др. Машиностроительный гидропривод - М.:
Машиностроение, 1978. - 464с.
6.3.2 6.3.2 Металлорежущие станки. Под ред. Пуша В. Э. -М.:
Машиностроение, 1985. - 256с.
6.3.3 Основы гидравлики и гидропривод станков. Л. С. Столбов, А. Д.
Перова, О. В. Ложкин. – М.: Машиностроение, 1988. – 256 с.: ил.
8
6.3.4 Свешников В.К. Станочные гидроприводы: Справочник:
Библиотека конструктора. – 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение,
2004. – 512 с. ил.
6.3.5 Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводу: Учеб.
пособие для машиностроит. спец. вузов / Б.Б. Некрасов, И.В. Фатеев, Ю.А.
Беленков и др.; Под. ред. Б.Б. Некрасова. – М.: Высш. шк., 1989. – 192 с.
6.3.6 Константинов Ю. М. Гидравлика: Учебник. – 2-е изд., перераб. и
доп. – К.: Выща шк., Головное из-во, 1988. – 398 с.; 30 табл., 346 ил. –
Библиогр.: 29 назв.
Сборник задач по машиностроительной гидравлике: Учеб. пособие для
машиностроительных вузов/Д. А. Бутаев, З. А. Калмыкова, Л. Г. Подвиз и
др.; Под ред. И. И. Куколевского и Л. Г. Подвиза. – 4-е изд., перераб. – М.:
Машиностроение, 1981 – 464 с., ил.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями
ФГОС-2010 по направлению (специальности) «Горное дело», специализация «Горные
машины и оборудование».
Автор: Блащук М.Ю.
Программа одобрена на заседании кафедры ГШО
(протокол № ___ от «____» _________ 201__ г.).
9