- •Учебно-методический комплекс
- •Рабочая программа учебной дисциплины
- •Раздел 1. Введение (2 часа).
- •Раздел 2. Физико-механические основы гидрогазодинамики (2 часа).
- •Раздел 3. Основы гидростатики (8 час.).
- •Раздел 4. Основные уравнения и теоремы динамики жидкости и газа (8 час.).
- •Раздел 5. Одномерные течения вязкой несжимаемой жидкости (8 час.).
- •Раздел 6. Одномерные течения идеальных газов (4 часа).
- •Раздел 7. Ударные волны и скачки уплотнения (4 часа).
- •Раздел 8. Двумерные течения идеальной жидкости и газа (4 часа).
- •Раздел 9. Основы динамики вязкой жидкости (2 часа).
- •Раздел 10. Основы теории подобия (2 часа).
- •Раздел 11. Основы теории пограничного слоя (4 часа).
- •Раздел 12. Дисперсные потоки и пористые среды (3 часа).
- •Календарный план чтения лекций
- •План-график самостоятельной работы
- •Методические рекомендации преподавателю по чтению лекционного курса
- •Методические указания преподавателю к проведению практических занятий
- •Методические указания преподавателю к проведению лабораторных работ
- •Методические указания преподавателю для самостоятельной работы
- •Методические указания преподавателю для оценки его мастерства
- •Методические указания студентам по организации самостоятельной работы
- •Фонды контрольных заданий для текущего, промежуточного и итогового контроля
- •Тестовые вопросы по дисциплине «Гидрогазодинамика»
- •Глава I. Основные понятия. Физические свойства жидкостей и газов.
- •Глава 2. Основы гидростатики.
- •Глава 3. Кинематика жидкости и газа.
- •Глава 4. Основные уравнения механики жидкости и газа. Гидродинамическое подобие.
- •Глава 5. Основы газовой динамики.
- •Глава 6. Теория пограничного слоя.
Раздел 1. Введение (2 часа).
Лекция 1. Предмет науки. Разделение механики жидкостей и газов. Некоторые сведения из истории развития гидромеханики. Содержание курса и роль гидрогазодинамики в подготовке инженеров-промтеплоэнергетиков.
Раздел 2. Физико-механические основы гидрогазодинамики (2 часа).
Лекция 2. Гидромеханическое представление о жидкости как сплошной и легкоподвижной среде. Газ как сжимаемая жидкость. Плотность и удельный объем; их зависимость от температуры и давления для капельных жидкостей и газов. Жидкости однородные и неоднородные. Вязкость жидкостей и газов. Молекулярная природа вязкости. Закон вязкого трения Ньютона. Коэффициенты и единицы измерения вязкости. Зависимость вязкости от температуры и давления. Силы, действующие в жидкости: массовые и поверхностные.
Самостоятельное изучение. Вязкость жидкостных и газовых смесей.
Раздел 3. Основы гидростатики (8 час.).
Лекция 3-4. Напряжения в покоящейся жидкости. Гидростатическое давление. Дифференциальные уравнения Эйлера и его интегрирование для случаев сжимаемой и несжимаемой жидкостей. Полный дифференциал гидростатического давления. Барометрическая формула и основная формула гидростатики. Понятие о напоре. (4 ч.)
Самостоятельное изучение. Способы измерения давления.
Лекция 5-6. Силы давления на плоские и криволинейные поверхности. Эпюры гидростатического давления. "Котельная" формула. Плавание тел. Закон Архимеда. Случаи относительного покоя жидкостей. (4 ч.)
Самостоятельное изучение. Расчет поплавковых устройств.
Раздел 4. Основные уравнения и теоремы динамики жидкости и газа (8 час.).
Лекция 7-8. Основные определения. Общий характер движения жидких частиц по данным наблюдений. Местная скорость. Установившееся движение. Два режима движения. Распределение скорости по сечению. Число Рейнольдса и его критические значения. Методы аналитического исследования потоков. Поле скоростей, линии и трубки тока. Ускорение жидкой чтицы в переменных Эйлера. Уравнение неразрывности в дифференциальной и гидравлической формах. (4 ч.)
Самостоятельное изучение. Пульсация скорости в турбулентном потоке. Усреднение скорости по времени и по поверхности.
Лекция 9-10. Дифференциальные уравнения движения идеальной жидкости (Эйлера). Интегралы уравнений Эйлера. Обобщение уравнения Бернулли на поток конечных размеров. Геометрическая и энергетическая интерпретация уравнения Бернулли. Уравнение Бернулли для струйки вязкой жидкости. Приложения уравнения Бернулли. Структура общих формул для вычисления потерь. Истечения жидкости через отверстия и насадки. Общая форма уравнения количества движения жидкого объема. Силовое воздействие напорного потока. Уравнение моментов количества движения. Общая форма уравнений энергии для установившегося движения сжимаемой жидкости. (4 ч.)
Самостоятельное изучение. Уравнение неразрывности в криволинейных ортогональных координатах.
Раздел 5. Одномерные течения вязкой несжимаемой жидкости (8 час.).
Лекция 11. Основные признаки и свойства одномерных течений. Плавно изменяющееся движение и закон распределения давления по сечению. Средняя скорость и расход. Природа потерь напора (энергии). Классификация гидравлических сопротивлений. Коэффициенты гидравлического трения и местного сопротивления. Опытные данные о коэффициенте гидравлического трения. (2 ч.)
Лекция 12. Ламинарное течение в трубах. Формула Пуазейля. Начальный участок ламинарного течения. Элементы полуэмпирической теории турбулентного сопротивления. Гладкостенное течение: распределение скоростей и закон сопротивления. Квадратичный закон сопротивления. Начальный участок при турбулентном течении. (2 ч.)
Лекция 13. Основные типы местных гидравлических сопротивлений. Потери на внезапное расширение и вход в трубу. Зависимость коэффициента местного сопротивления от числа Рейнольдса Взаимное влияние местных сопротивлений. Течения в диффузорах. Способы улучшения работы диффузоров. Течение в криволинейных каналах. Сопротивление пучка труб. (2 ч.)
Лекция 14. Типы трубопроводов. Основные задачи расчета трубопроводных систем. Аналитические и графические методы расчета, применение ЭВМ. Построение пьезометрических графиков. Всасывающие трубопроводы. Определение реакций фасонных частей трубопроводов. (2 ч.)