Фгоу впо «академия гражданской защиты мчс россии» перечень вопросов аттестационного испытания по дисциплине
| Вид материала | Документы |
- Фгоу впо «академия гражданской защиты мчс россии» перечень вопросов аттестационного, 353.32kb.
- Фгоу впо «академия гражданской защиты мчс россии» перечень вопросов аттестационного, 134.08kb.
- Фгоу впо «академия гражданской защиты мчс россии» перечень вопросов аттестационного, 261.12kb.
- Фгоу впо «академия гражданской защиты мчс россии» перечень вопросов аттестационного, 106.93kb.
- Фгоу впо «академия гражданской защиты мчс россии» перечень вопросов аттестационного, 162.56kb.
- Фгоу впо «академия гражданской защиты мчс россии» перечень вопросов аттестационного, 168.44kb.
- Фгоу впо «академия гражданской защиты мчс россии» перечень вопросов аттестационного, 180.91kb.
- Фгоу впо «академия гражданской защиты мчс россии» перечень вопросов аттестационного, 184.03kb.
- Фгоу впо «академия гражданской защиты мчс россии» перечень вопросов аттестационного, 243.29kb.
- Фгоу впо «академия гражданской защиты мчс россии» перечень вопросов аттестационного, 255.29kb.
ФГОУ ВПО «АКАДЕМИЯ ГРАЖДАНСКОЙ ЗАЩИТЫ МЧС РОССИИ»
ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ
аттестационного испытания по дисциплине
«ГИДРАВЛИКА»
Специальность: «Защита в чрезвычайных ситуациях»
ХИМКИ - 2010
1. Классификация жидкостей. Объясните понятие несжимаемости жидкости. Чем отличаются капельные жидкости и газы? Дайте понятия идеальной и ньютоновской жидкостей.
Объясните физическую сущность понятий плотности, давления, вязкости, поверхностного натяжения.
2. Чем различаются массовые и поверхностные силы? Гидростатическое давление. Единицы измерения гидростатического давления. Свойства гидростатического давления. Какие приборы используют для измерения давления?
3. Основное уравнение гидростатики. Его физический смысл.
В чем сущность закона Паскаля? С какой целью применяют гидравлический пресс? За счет чего гидравлический пресс уравновешивается грузами разной массы на его поршнях?
В чем физическая сущность того, что давление на дно сосуда в прямом и выпуклом стакане одинаково?
4. Определение суммарной силы гидростатического давления на плоскую горизонтальную стенку.
5. Определение суммарной силы гидростатического давления на вертикальную стенку.
6. Определение суммарной силы гидростатического давления на криволинейную стенку.
7. Какие приборы используются для измерения давления?
Объясните принцип действия дифференциального манометра.
Как определить абсолютное давление в сосуде по показанию манометра? Как определить абсолютное давление в сосуде по показанию вакуумметра? Укажите пределы измерения вакуума.
8. Закон Архимеда. Плавание тел.
9. Виды движения жидкости: установившегося и неустановившегося, напорного и безнапорного, равномерного и неравномерного.
10. Объясните основные понятия кинематики жидкости: линия тока, элементарная струйка. Что такое расход жидкости. Уравнение расхода. При каких условиях сохраняется постоянство расхода вдоль потока? Что такое поток жидкости. Средняя скорость. Как измеряют расход жидкости с помощью трубки Вентури?
11. Дифференциальное уравнение Эйлера для движения идеальной жидкости. Укажите физический смысл величин, входящих в дифференциальные уравнения гидродинамики Эйлера.
12. Уравнение Бернулли для установившегося движения идеальной жидкости. Геометрический и энергетический смысл уравнения Бернулли. Приведите примеры практического использования уравнения Бернулли.
13. Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости. Физический смысл уравнения Бернулли. Коэффициент Кариолиса. Общие сведения о гидравлических потерях. Виды гидравлических потерь. Приведите примеры практического использования уравнения Бернулли.
14. Режимы движения реальной жидкости. От каких характеристик потока зависит режим движения жидкости? Критерий Рейнольдса. Поясните физический смысл и практическое значение критерия Рейнольдса. Чем отличается структуры потоков при разных режимах движения жидкости?
15. Ламинарный режим движения жидкости. Потери напора на трение по длине трубы (формула Пуайзеля).
16. Потери напора в трубах. Формула Дарси и коэффициент потерь на. трение по длине. Шероховатость стенок абсолютная и относительная. Объясните понятие «гладкие» и «шероховатые» поверхности. Для чего используется график Никурадзе при расчетах потерь в трубопроводе?
17. Особенности турбулентного режима движения жидкости. Пульсация скоростей и давлений. Касательные напряжения в турбулентном потоке.
18. Местные гидравлические сопротивления. Внезапное расширение трубы (теорема Борда-Карно). Формула Вейсбаха.
19. Гидравлический расчет трубопроводов. Основное расчетное уравнение простого трубопроводов. Понятие об определении экономически наивыгоднейшего диаметра трубопровода. Сифонный трубопровод.
20. Последовательное и параллельное соединение трубопроводов. Сложные трубопроводы.
21. Гидравлический удар. Формула Жуковского для прямого удара. Понятие о непрямом ударе. Способы ослабления гидравлического удара.
22. Истечение жидкости через отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре. Как связаны между собой коэффициенты сжатия, скорости и расхода? Поясните физический смысл этих коэффициентов. Чем отличается «насадок» от «трубы»?
23. Гидравлические струи. Силы воздействия потока на твердые стенки.
24. Классификация русел. Особенности движения жидкости в открытых руслах. Основные формы поперечного сечения канала. Гидравлически наивыгоднейшее сечение. Критический уклон. Особенности гидравлического расчета безнапорных каналов.
25. Потоки в естественных руслах. Виды движения воды в реках. Связь между расходом и уровнем. Сопрягающие устройства. Водосливы. Основная формула расхода водосливов.
26. Волны. Основные сведения о ветровых волнах. Классификация волн. Распределение волн в различных по глубине зонах водоема. Энергия волны. Воздействие волн на стенки.
27. Движение жидкости в пористой среде. Общая характеристика капиллярно-пористых тел. Основной закон фильтрации. Коэффициент фильтрации. Коэффициент проницаемости.
28. Приведите схему и принцип действия песочного фильтра. Как рассчитать скорость и производительность фильтра.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
1. Общие сведения о гидравлических машинах и их классификация. Принцип действия динамических и объемных насосов. Основные параметры насосов: подача (расход), напор, мощность (полезная, затраченная), КПД.
2. Устройство и основные характеристики центробежных насосов. Уравнение Эйлера. Коэффициент быстроходности. Физическая сущность явления кавитации в лопастных насосах.
3. Анализ форм лопастей центробежных насосов.
4. Объемные насосы. Расскажите о принципе действия объемных насосов. Приведите примеры объемных насосов и укажите элементы, присущие объемным насосам всех типов. Каковы преимущества и недостатки, присущие объемным насосам всех типов?
5. Приведите схемы и объясните принцип действия поршневых насосов одинарного, двойного, дифференциального действия. От чего зависит и по каким формулам определяется производительность насосов различной кратности действия? Что такое объемный КПД насоса?
6. От чего зависит и как определяется высота всасывания поршневых насосов? Укажите способы увеличения высоты всасывания. Каковы преимущества и недостатки поршневых насосов по сравнению с центробежными насосами? Как регулируется подача поршневых насосов, и каковы правила их пуска?
7. Классификация роторных насосов, общие свойства и область применения. Каковы достоинства и недостатки роторных насосов?
8. Приведите конструктивные схемы и объясните принцип действия радиально- и аксиально-поршневых насосов. Расчетные формулы для определения крутящего момента, мощности, частоты вращения и подачи. Изменением каких параметров осуществляется регулирование подачи насоса?
9. Приведите конструктивные схемы и объясните принцип действия пластинчатых (шиберных) насосов. Расчетные формулы для определения крутящего момента, мощности, частоты вращения, подачи. Изменением каких параметров осуществляется регулирование подачи насоса?
10. Приведите конструктивные схемы и объясните принцип действия шестеренных насосов. Расчетные формулы для определения крутящего момента, мощности, частоты вращения, подачи. Изменением каких параметров осуществляется регулирование подачи насоса?
11. Приведите конструктивные схемы и объясните принцип действия винтовых насосов. Расчетные формулы для определения крутящего момента, мощности, частоты вращения, подачи. Изменением каких параметров осуществляется регулирование подачи насоса?
12. Каково назначение и область применения гидродинамических передач? Принцип действия и классификация. Рабочая жидкость.
13. Изобразите принципиальные схемы гидротрансформатора и гидромуфты и поясните принцип их действия. Каковы достоинства и недостатки гидродинамических передач? Какие требования предъявляются к рабочим жидкостям?
14. Поясните устройство, принцип действия и особенности работы гидромуфты. Каковы преимущества и недостатки применения гидромуфты в системе силового привода?
15. Поясните устройство, принцип действия и особенности работы гидротрансформатора. Назовите основные внешние параметры гидротрансформатора.
16. Приведите схемы силовых гидроцилиндров одностороннего и двустороннего действия и поясните их. От каких параметров гидроцилиндров зависят развиваемая мощность и усилие на штоке? Приведите соответствующие формулы и поясните их.
17. Из каких основных частей состоит объемный гидропривод? Приведите одну из известных конструктивных схем и поясните ее. Принцип действия объемного гидропривода. Укажите достоинства и недостатки объемного гидропривода.
18. Классификация объемных гидроприводов по характеру движения выходного звена и другим признакам. Основные элементы гидропривода..
19. Приведите схему вихревого насоса и расскажите о принципе его действия.
20. Приведите схему струйного насоса и расскажите о принципе его действия.
21. Какими достоинствами и недостатками обладают вихревые и струйные насосы? Какова область их применения?.
22. От чего зависит подача струйных насосов и как определяется их КПД?
23. Приведите схему поршневого насоса. Расскажите о его принципе действия и о его характеристиках. Как влияет кавитация на работу поршневых насосов, и какие меры борьбы с ней Вам известны?
24. От чего зависит и по каким формулам определяется производительность поршневых и плунжерных насосов различной кратности действия? Что такое объемный КПД насоса?
25. От чего зависит и как определяется высота всасывания поршневых насосов? Укажите способы увеличения высоты всасывания.
26. Приведите схему поршневого насоса. Расскажите о его принципе действия и о его характеристиках. Как регулируется подача поршневых насосов.
27. Приведите схему центробежного насоса. Расскажите о его принципе действия и о его характеристиках.
МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ
И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ
_______________________________________________________________
ФГОУ ВПО «АКАДЕМИЯ ГРАЖДАНСКОЙ ЗАЩИТЫ»
У Ч Е Б Н А Я П Р О Г Р А М М А
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
" ГИДРАВЛИКА "
ХИМКИ – 2009 г.
I. ЦЕЛЕВАЯ УСТАНОВКА И ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Дисциплина «Гидравлика» входит в цикл общепрофессиональных дисциплин и является основой для изучения ряда профилирующих дисциплин.
Общей задачей дисциплины является приобретение знаний об основных законах статики и динамики жидкости, законах движения жидкости по открытым и закрытым каналам, трубопроводам и истечения ее через различные насадки, об устройствах и принципах работы гидравлических машин, используемых при ликвидации чрезвычайных ситуаций.
Главная задача обучения состоит в изучении дисциплины слушателями на уровне, позволяющем достаточно квалифицированно производить анализ и расчет гидравлических систем, производить выбор необходимого гидравлического оборудования, знать устройство и принцип работы основных гидравлических машин и механизмов.
В результате изучения дисциплины студенты должны:
Иметь представление:
- об особенностях движения жидкости в открытых руслах;
- о движении грунтовых вод;
- об истечении воды через водосливы;
- о ветровых волнах;
- об основных гидравлических машинах, используемых в гидросистемах.
Знать:
- содержание и математическую формулировку основных законов статики и динамики жидкости;
- режимы движения жидкости и методы расчета открытых и закрытых гидравлических систем и каналов.
Уметь:
- проводить анализ и расчеты простейших гидравлических систем;
- проводить выбор необходимого гидравлического оборудования и гидромашин.
Быть ознакомлены:
- с приборами для измерения давления;
- с устройством и функционированием гидравлических машин;
- с теорией гидравлического подобия;
- с методами определения расхода жидкости в открытых и закрытых каналах;
- с водопропускными сооружениями и сопрягающими устройствами.
Дисциплина «Гидравлика» является общетехнической дисциплиной и состоит из двух основных разделов, на изучение которых отводится 110 часов учебного времени.
Первый раздел называется «Гидравлика»; второй – «Гидравлические машины».
Все разделы изучаются в одном (5-ом) семестре.
При изучении дисциплины особое внимание уделяется знанию основных законов гидростатики и гидродинамики, умению использовать их при расчетах и анализе реальных гидравлических систем.
Изучение дисциплины способствует формированию у студентов инженерно-физического и технического мышления, выработке навыков решения инженерных технических задач по анализу и расчету гидравлических систем и устройств.
Содержание дисциплины базируется на знаниях физики, высшей математики, теоретической механики, черчения.
При изучении дисциплины используются следующие виды занятий: лекции, практические занятия, лабораторные работы и самостоятельные занятия.
На лекциях даются основные теоретические знания по дисциплине с использованием наглядных пособий и технических средств обучения.
На практических занятиях рассматриваются методики решения типичных задач, закрепляются полученные теоретические знания на основе решения практических задач.
На лабораторных занятиях осваиваются практические приемы по опытному исследованию и проверке изучаемых законов и явлений, вырабатываются навыки измерения физических параметров, анализа и представления полученных результатов.
В ходе изучения дисциплины осуществляется текущий контроль успеваемости и усвоение полученных знаний.
С этой целью проводятся: индивидуальные и групповые опросы, письменное решение тестовых задач, оперативные письменные ответы на тестовые вопросы; выполнение домашних расчетно-графических работ и их контроль; индивидуальная защита лабораторных работ.
По курсу «Гидравлика» студенты выполняют 3 лабораторные работы и 3 домашние расчетно-графические работы.
Обучаемый обязан предварительно подготовиться к очередной лабораторной работе, проработав и составив краткий конспект по методическим указаниям и пособиям по соответствующей теме, которыми он обеспечивается или изучить заранее выданный бланк по данной лабораторной работе. Отчет по лабораторной работе защищается перед преподавателем в индивидуальном порядке.
Результаты текущего контроля отражаются в журналах учета текущей успеваемости студентов в группе, у преподавателя, на кафедре, а также на сайте АГЗ.
Итоговый контроль в конце семестра осуществляется путем проведения экзамена по дисциплине.
II. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ ПО СЕМЕСТРАМ, ТЕМАМ И ВИДАМ УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ
| Номера и наименование разделов и тем | Всего часов учебных занятий | В том числе учебных занятий с преподавателем | Из них по видам учебных занятий | |||||||
| лекции | семинары | лабораторные работы | практические занятия | контроль- ные работы | самостоятельная работа | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| 5 СЕМЕСТР | ||||||||||
| Раздел № I. Гидравлика | 98 | 50 | 22 | - | 12 | 14 | 2 | 48 | ||
| Тема № 1. Гидростатика. | 24 | 12 | 4 | - | 4 | 4 | - | 12 | ||
| Тема № 2. Основы кинематики. | 6 | 2 | 2 | - | - | - | - | 4 | ||
| Тема № 3. Общие законы и уравнения динамики жидкостей. | 12 | 6 | 2 | - | 4 | - | - | 6 | ||
| Тема № 4. Течение жидкости в трубах и каналах. | 22 | 14 | 4 | - | 4 | 6 | - | 8 | ||
| Тема № 5. Истечение жидкости из отверстий и насадков. | 8 | 4 | 2 | - | - | 2 | - | 4 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| Тема № 6. Движение жидкости в открытых и естественных руслах. | 16 | 8 | 4 | - | - | 2 | 2 | 8 | ||
| Тема № 7. Волны. | 4 | 2 | 2 | - | - | - | - | 2 | ||
| Тема № 8. Движение жидкости в пористой среде. | 8 | 4 | 2 | - | - | - | - | 4 | ||
| Раздел № II. Гидравлические машины. | 12 | 4 | 4 | - | - | - | - | 8 | ||
| Тема № 9. Динамические насосы. | 6 | 2 | 2 | - | - | - | - | 4 | ||
| Тема № 10. Объемные насосы. | 8 | 4 | 2 | - | - | - | - | 4 | ||
| Итого за семестр | 110 | 54 | 26 | - | 12 | 14 | 2 | 56 | ||
| Всего по дисциплине | 110 | 54 | 26 | - | 12 | 14 | 2 | 56 | ||
- СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ И ТЕМ
Раздел № I. Гидравлика
Тема № 1. Гидростатика.
Цель и задачи изучения курса «Гидравлика». Роль его в инженерной подготовке специалиста к практической деятельности.
Структура дисциплины, связь ее с другими дисциплинами. Применение и значение ее в современном машиностроении, решении задач, связанных с ликвидацией последствий чрезвычайных ситуаций.
Классификация жидкостей. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Основные физические свойства жидкостей.
Объемные и поверхностные силы. Понятие гидростатического давления. Свойства гидростатического давления.
Поверхность равного давления жидкости, находящейся в поле земного тяготения. Основное уравнение гидростатики. Физическая интерпретация основного уравнения гидростатики.
Закон Паскаля. Гидравлический пресс.
Суммарная сила гидростатического давления на плоские и криволинейные стенки. Центр давления. Условие плавания тел.
Тема № 2. Основы кинематики.
Основные сведения о движении жидкости. Виды движения жидкости. Основные гидродинамические понятия. Уравнение неразрывности (постоянства расхода).
Тема № 3. Общие законы и уравнения динамики жидкостей.
Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Физическая интерпретация уравнения Бернулли.
Режимы движения реальной жидкости. Число Рейнольдса. Ламинарный режим движения жидкости. Формула Пуазейля. Средняя скорость движения жидкости по трубе круглого поперечного сечения при ламинарном режиме движения.
Турбулентный режим движения жидкости. Структура потока при турбулентном режиме движения жидкости. Профиль скорости при турбулентном режиме движения жидкости.
Тема № 4. Течение жидкости в трубах и каналах.
Понятие гидравлически гладкие и гидравлически шероховатые трубы.
Формулы для определения коэффициента гидравлического трения и области их применения. Местные гидравлические сопротивления. Теорема Борда-Карно. Формула Вейсбаха.
Гидравлический расчет трубопроводов при их последовательном и параллельном соединении. Характеристика сети. Характеристика насоса. Рабочая точка. Последовательное и параллельное соединение насосов. Гидравлический удар. Способы ослабления гидравлического удара.
Тема № 5. Истечение жидкости из отверстий и насадков.
Истечение жидкости из сосуда через отверстие и насадок при постоянном напоре. Понятия коэффициента сжатия струи, коэффициента ско-
рости, коэффициента расхода.
Виды насадков и их гидравлические характеристики.
Гидравлические струи. Воздействие струи на твёрдые стенки.
Тема № 6. Движение жидкости в открытых и естественных руслах.
Классификация русел. Основное уравнение равномерного движения. Особенности движения жидкости в открытых руслах. Основные формы поперечного сечения канала. Гидравлически наивыгоднейшее сечение. Особенности гидравлического расчета безнапорных каналов. Допускаемые максимальные и минимальные скорости. Критический уклон.
Потоки в естественных руслах. Виды движения воды в реках. Связь между расходом и уровнем.
Сопрягающие устройства. Виды гидравлических прыжков. Беспрыжковое сопряжение бьефов. Водосливы. Основная формула расхода водосливов.
Тема № 7. Волны.
Основные сведения о ветровых волнах. Классификация волн. Скорость распространения и энергия волн. Распространение волн в различных по глубине зонах водоема. Воздействие волн на стенки.
Тема № 8. Движение жидкости в пористой среде.
Общая характеристика капиллярно-пористых тел. Коэффициент проницаемости. Виды грунтовых вод. Основной закон фильтрации. Коэффициент фильтрации. Фильтрация воды через земляные плотины и под гидротехническими сооружениями.
Раздел № II. Гидравлические машины.
Тема № 9. Динамические насосы.
Общие сведения о гидравлических машинах и их классификация.
Динамические насосы. Устройство ц/б насоса.
Уравнение Эйлера для ц/б насосов. Анализ формы лопастей ц/б насосов. Характеристики ц/б насосов. Коэффициент быстроходности.
Объёмные насосы.
Тема № 10.
Объемные насосы. Классификация поршневых насосов. Схемы и принцип работы однопоршневого насоса одностороннего и двустороннего действия. Плунжерные насосы; принцип работы, достоинства, недостатки. Шестеренные насосы. Пластинчатый насос однократного и двукратного действия. Роторно-поршневые насосы: радиально-поршневой; аксиально-поршневой.
Перечень тем домашних заданий
- Гидростатика (3 задачи).
1 задача – на основное уравнение гидростатики.
1 задача – определение суммарной силы гидростатического давления на плоские стенки.
1 задача – определение суммарной силы гидростатического давления на криволинейные стенки.
2. Гидродинамика (4 задачи)
1 задача – расчёт трубопровода с известным коэффициентом гидравлического трения.
1 задача – расчёт трубопровода с неизвестным коэффициентом гидравлического трения.
1 задача – расчёт открытого потока.
1 задача – расчёт трубопровода с последовательным и параллельным соединением труб.
3. Расчёт насосной установки с подбором центробежного насоса
(1 задача).