Методические указания по изучению дисциплины и задания для контрольных работ

Вид материала

Методические указания

Содержание 1.1.5. Гидравлические сопротивления и потери напора Вопросы для самопроверки 1.1.6. Гидравлический расчет трубопроводов Вопросы для самопроверки 1.1.7. Истечение жидкости через отверстия и насадки. 1.1.8. Движение жидкости в каналах и безнапорных водоводах. Вопросы для самопроверки 1.2. Гидравлические машины и вентиляторы Вопросы для самопроверки 1.2.2. Гидравлические двигатели Вопросы для самопроверки Вопросы для самопроверки «гидромеханизация сельскохозяйственных процессов» 2.1.2. Объемный гидропривод 2.1.3. Гидродинамические передачи 2.2. Использование водных ресурсов 2.2.3. Сельскохозяйственное водоснабжение Вопросы для самопроверки

Подобный материал:

• Методические указания по изучению дисциплины и задания для контрольных и курсовых работ, 725.2kb.
• Методические указания по изучению дисциплины и задания для выполнения контрольных работ, 1086kb.
• Методические рекомендации по изучению дисциплины и выполнению контрольных работ Для, 359.71kb.
• Методические указания по выполнению контрольных работ ч. I общие положения, 556.66kb.
• Методические указания к изучению курса и практическим занятиям для студентов спец., 914.85kb.
• Задания для выполнения контрольных работ студентов-заочников по дисциплине, 58.66kb.
• Методические указания к изучению дисциплины и выполнению контрольных работ для студентов, 391.34kb.
• Методические указания по изучению курса, планы семинарских занятий, тематики, 863.53kb.
• Методические указания по изучению дисциплины 10 Тематика контрольных работ, 912.12kb.
• Методические указания по изучению дисциплины и задание для контрольной и курсовой работы, 471.75kb.

1.1.5. Гидравлические сопротивления и потери напора


Литература: [6], с. 48—51, 72—75, 82—93, 98—105; [7], с. 129—206; [8], с. 107—118; [13], с. 38—54; [19], с. 146—152.


Изучая гидравлические сопротивления, уяснить источник сопротивлений, от каких факторов они зависят, на какие два вида они подразделяются. Уметь записать основной закон вяз­кого сопротивления. Знать формулу Дарси-Вейсбаха для опре­деления потерь напора по длине.

Выяснить зависимость потерь напора по длине потока от средней скорости течения жидкости при ламинарном и турбу­лентном режимах. Уметь доказать, что потери напора по длине при ламинарном режиме течения пропорциональны первой сте­пени скорости.

17

Знать формулу для определения коэффициента потерь на трение по длине (коэффициента Дарси) при ламинарном режиме движения. Рассмотреть три области гидравлических сопротивлений при турбулентном режиме течения жидкости в напорном трубопроводе: область гидравлически гладких труб, переходную область и гидравлически шероховатых труб (квадратичную область). Проанализировать формулы по определению коэффициента потерь на трение X для всех областей турбулентного режима. Уметь объяснить, почему коэффициент (являющийся функцией числа Рейнольдса и относительной шероховатости) при малых значениях числа Рейнольдса зависит только от него и не зависит от шероховатости, а при больших значениях числа Рейнольдса является только функцией относительной шероховатости. Уметь определять потери напора по длине в открытых каналах. Знать формулу Шези.

Рассмотреть возникновение местных потерь напора при турбулентном установившемся движении жидкости. Записать формулу Вейсбаха для определения местных потерь. Рассмотреть вывод формулы Борда для местных потерь при внезапном расширении потока. Показать, что общие потери напора равны сумме потерь напора по длине и местных.

Вопросы для самопроверки

1. Записать основной закон вязкого сопротивления.
   
2. Написать формулу для определения местных потерь. Объяснить, как изменяется коэффициент местных потерь при внезапном сужении, внезапном расширении, плавном повороте и других видах местных сопротивлений.
   
3. Написать формулу для определения критического числа Рейнольдса для круглых труб постоянного диаметра.
   
4. Дать определение коэффициента сопротивления системы.
   
5. Привести эпюры скоростей ламинарного и турбулентного движения жидкости. Рассказать, какому закону подчинено распределение скоростей при каждом из этих движений.
   
6. Что такое переходная область сопротивления, гидравлически гладкие и гидравлически шероховатые стенки? В чем условность этих понятий?
   
7. Объяснить, от чего зависит коэффициент Я при ламинарном и турбулентном движении жидкости.
   
8. Какие существуют формулы для определения коэффициента Шези?
   

18

1.1.6. Гидравлический расчет трубопроводов

Литература: [6], с. 106—118; [7], с. 379—400, 401—404, задачи, с. 404— 405; [8], с. 147—160, 160—166, 167—170, задачи, с. 207—209; [13], с. 54—74; [19], с. 225—283.

Познакомиться с понятиями коротких и длинных, простых и сложных трубопроводов.

Усвоить понятия расходной и скоростной характеристик. Разобраться, что значит сифонный трубопровод, выяснить условия его нормальной работы. Уметь производить расчет высоты h подъема колена сифона.

Усвоить методику расчета гидравлически длинных трубопроводов, работающих в различных областях турбулентного режима.

Овладеть расчетом простого трубопровода, состоящего из последовательно соединенных труб разных диаметров. Освоить три основные задачи расчета простого трубопровода.

При рассмотрении расчета трубопровода с параллельным соединением труб обратить внимание на равенство потерь напора в каждом трубопроводе, а также на определение расхода по участкам общего расхода и напора.

Уяснить особенности расчета потерь напора в трубопроводе с равномерно распределенным путевым расходом, понятия удельного, транзитного и расчетного расходов.

Рассматривая разомкнутую (тупиковую) сеть, уметь выделять магистральный трубопровод и ответвления. Усвоить порядок расчета магистралей и ветвей сети. Рассмотреть порядок расчета простых и сложных разветвлений. Овладеть расчетом сложного кольцевого трубопровода.

Выяснить причины возникновения гидравлического удара, рассмотреть методику расчета и способы его предотвращения. Привести примеры использования явления в технике.

Вопросы для самопроверки

1. Какие трубопроводы принято считать напорными и безнапорными, длинными и короткими?
   
2. Каким образом используются при гидравлических расчетах стандартные табличные характеристики?
   
3. Привести формулу для определения транзитного расхода трубопровода, если он состоит из двух последовательно соединенных труб разного диаметра.
   
4. Как определяется напор жидкости при параллельном соединении двух труб в случае транзитного расхода?
   

19

5. Как определяются потери напора при транзитном расходе и непрерывной раздаче?
   
6. Обосновать экономически выгодный диаметр трубопровода.
   
7. Объяснить причину возникновения гидроудара в трубопроводах. Какие характеристики влияют на величину давления при гидроударе?
   
8. Где и почему больше величина фазы гидроудара (в бетонном или чугунном трубопроводах)?
   

1.1.7. Истечение жидкости через отверстия и насадки.

Свободные струи

Литература: [6], с. 106—118; [7], с. 379—400, 401—404, задачи, с. 404— 405; [8], с. 147—160, 160—166, 167—170, задачи с. 207—209; [13], с. 74—89; [19], с. 121—133.


Рассмотреть истечение жидкости через отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре. Разобраться в понятиях малого отверстия, тонкой стенки, незатопленного и затопленного отверстий, полного и неполного сжатия струи. Выяснить условия образования совершенного и несовершенного сжатия струи. Знать, что называется коэффициентом сжатия, и как он изменяется в зависимости от различных форм отверстий. Уяснить вывод формул для определения скорости истечения и расхода жидкости из отверстий, формулы для нахождения коэффициентов сопротивления, скорости, расхода. Изучить, от чего зависят их численные значения, и в каких пределах они изменяются. Познакомиться с методикой определения коэффициентов расхода и скорости опытным путем. Уметь определять расход при истечении жидкости через затопленное отверстие.

При изучении истечения жидкости через большие отверстияпроанализировать изменение величины коэффициента расходав зависимости от типа отверстия и условий подхода жидкостик нему.

Приступая к изучению истечения жидкости через насадки, рассмотреть различные их типы. Выяснить преимущества насадки Вентури перед внутренним цилиндрическим насадком, а также в каких случаях применяется сходящийся и расходящийся насадок. Знать, какие дополнительные потери напора возникают в результате присоединения насадка к отверстию. Объяснить явление увеличения расхода жидкости через насадок по сравнению с истечением через малое отверстие в тонкой стенке с той же площадью сечения. Уяснить, что представляет собой безотрывный режим истечения. Уметь теоретически определять максимально возможное


20

значение вакуума при истечении через цилиндрический насадок.

Объяснить изменение числовых значений коэффициентов сопротивления ζ сжатия ε, скорости φ и расхода μ в зависимости от типа насадка. Изучить истечение жидкости при переменном напоре, рассмотрев пример опорожнения или наполнения резервуара. Проанализировать формулу для определения времени опорожнения резервуара.

Знать особенности истечения жидкостей повышенной вязкости через отверстия и насадки. Уяснить зависимость коэффициентов сжатия, сопротивления, скорости и расхода от основного критерия гидродинамического подобия — числа Рейнольдса. Познакомиться с формулами определения коэффициентов скорости и расхода. Рассмотреть ламинарное движение жидкости через осевой зазор и торцевые щели.

Рассмотреть основные понятия о гидравлических строях. Выяснить структуру незатопленных и затопленных струй. Знать, как определяются высота и дальность боя незатопленной струи, а также формулы для определения осевых скоростей гидравлических струй. Рассмотреть взаимодействие гидравлической струи на неподвижную и подвижную преграды различных очертаний, реактивное действие вытекающей струи.


Вопросы для самопроверки

1. Объяснить понятие тонкой стенки.
   
2. Рассказать, когда отверстие находится в условиях неполного и несовершенного сжатия.
   
3. Какая связь между коэффициентами £, е, <р, р? Привести их числовые значения в случае истечения жидкости из цилиндрического насадка и истечения из отверстий в тонкой стенке при полном сжатии.
   
4. Почему коэффициент расхода при истечении через насадок больше, чем коэффициент расхода отверстия той же площади?
   
5. Где используются на практике насадки? Привести примеры различных типов насадков.
   
6. Рассказать, какие факторы способствуют уменьшению времени опорожнения резервуара с установленными вертикально внешним цилиндрическим насадком в его днище по сравнению с опорожнением без насадка.
   

21

1.1.8. Движение жидкости в каналах и безнапорных водоводах.

Водосливы. Фильтрация


Литература: [6], с. 245—258; 259—268, 405—415, 535—560; [7], с. 170— 195, 195—200, задачи, с. 211, [12], с. 14, 39—44, 244—261; [19], с. 121—133.


Выяснить особенности движения жидкости в открытых руслах, условия равномерного безнапорного движения. Рассмотреть элементы канала: площадь живого сечения, гидравлический радиус, смоченный периметр. Уметь объяснить, что понимается под гидравлически наивыгоднейшей формой поперечного сечения канала.

Усвоить гидравлический расчет открытых русел с равномерным движением потока. Знать формулы для определения средней скорости течения потока, расхода жидкости, потерь напора, гидравлического уклона, расходной характеристики. Рассмотреть формулы для определения коэффициента Шези (формулы Павловского, Маннинга, Агроскина и др.). Изучить основные три типа задач, встречающихся при гидравлическом расчете каналов, и методику их решения.

Рассматривая гидравлический расчет безнапорных водоводов, уяснить, в чем заключаются их особенности, что представляют собой модули расхода и скорости. Знать, от чего зависят вспомогательные коэффициенты М и N, как определяется скорость и расход при частичном наполнении круглых труб.

При изучении раздела «Водосливы» выяснить, какие различают водосливы по типу стенки (порога), сопряжению переливающейся струи и расположению в плане. Рассмотреть гидравлический расчет водослива с тонкой стенкой.

Рассматривая движение грунтовых вод, выяснить, что называется фильтрацией. Уяснить, какие различают фильтрационные потоки, какой формулой выражается закон Дарси. Изучая приток грунтовых вод к колодцу, ознакомиться с понятиями мощности водоносного пласта, глубины откачки, депрессионной воронки, радиуса влияния колодца и др. Знать определение дебита и удельного дебита колодца.

Рассмотреть вопрос использования ЭВМ в гидравлических расчетах.

Вопросы для самопроверки

1. Что понимается под равномерным безнапорным движением?
   
2. Рассказать об основных гидравлических элементах открытого канала.
   

22

Как определить площадь живого сечения, гидравлический радиус, смоченный периметр?

3. Привести гидравлический расчет русел с равномерным движением потока.
   
4. Написать формулы для определения средней скорости течения потока, расхода жидкости, потерь напора, гидравлического уклона, расходной характеристики.
   
5. Назвать формулы для определения коэффициента Шези.
   
6. В чем заключаются особенности гидравлического расчета безнапорных труб?
   
7. Привести гидравлический расчет водослива.
   
8. Дать определение фильтрации. Назвать виды фильтрационных потоков. Написать формулу, выражающую закон Дарси.
   
9. Раскрыть понятия мощности водоносного пласта, глубины откачки, депрессионной воронки, радиуса влияния колодца.
   

10. Что называется дебитом и удельным дебитом колодца?


1.2. Гидравлические машины и вентиляторы

1.2.1. Насосы


Литература: [6], с. 154—173, 175—197, 200—219, 225—240, 275— 299; [8], с. 212—219, 220—232, 232—260, 260—275; [12], с. 94—111, 111— 119, 119—122; [13], с. 105—114, 114—139, 140—163; [17], с. 66—93; [19], с. 407—463.


Ознакомиться с классификацией гидравлических машин и вентиляторов, различающихся по принципу действия, рабочим характеристикам, конструкции. Знать, что определяет область их применения, и уяснить их значение для сельскохозяйственного производства.

Рассмотреть классификацию и область применения насосов, параметры, характеризующие работу: напор, подача, мощность, к. п. д. Знать классификацию лопастных насосов. Уметь выводить основное уравнение центробежных насосов для бесконечно большого числа лопаток (уравнение Эйлера). Усвоить формулы теоретического напора центробежного насоса, влияние угла выхода лопаток рабочего колеса на напор насоса, рабочие параметры центробежного насоса: напор, подача, высота всасывания, потребляемая мощность насоса, к. п. д. и другие. Уметь строить рабочие характеристики по экспериментальным данным. Изучить теорию подобия лопастных гидромашин. Знать, как определяется коэффициент быстроходности или

23

удельная частота вращения насоса, а также понятие типизации лопастных насосов по удельной частоте, уметь производить пересчет рабочих характеристик на, другую частоту вращения. Надо иметь в виду, что, если двигатель насоса нерегулируемый, то применяют обточку колеса по наружному диаметру. Причем, допустимая величина обточки рабочего колеса выбирается в зависимости от коэффициента быстроходности насоса. Усвоить другие способы регулирования подачи и напора центробежного насоса. Знать, в каких случаях применяется последовательная и параллельная работа насосов. Ознакомиться с работой насоса на сеть, уметь определять рабочую точку насоса и подбирать требуемый насос с помощью его характеристик. Изучить методики испытания центробежных насосов, явление кавитации, его влияние на характеристики насоса, характерные признаки появления и пути борьбы с ним.

Уяснить принцип действия, особенности и область применения осевого насоса. Знать характеристики насосов с поворотно-лопастными рабочими колесами, способы регулирования расхода осевого насоса.

Познакомиться с устройством, принципом действия, характеристиками и областью применения вихревого насоса. Усвоить способы подачи, уметь определять высоту всасывания и осуществлять подбор вихревых насосов.

При рассмотрении объемных насосов изучить их классификацию, принцип действия и область применения. Уметь строить индикаторную диаграмму и график подачи поршневого насоса, а также определять его к. п. д. Знать устройство, принцип действия, классификацию и конструктивные особенности поршневых насосов, их достоинства и недостатки. Усвоить способы регулирования подачи и рабочие характеристики насосов. Ознакомиться с принципом действия плунжерных, диафрагмовых насосов, насосов вытеснения с газообразным рабочим телом.

Выяснить конструктивные особенности и принцип действия роторных насосов (шестеренных, винтовых, роторно-шиберных, поршеньковых), характеристики и способы регулирования подачи. Разобраться, в чем заключается обратимость роторных насосов.


Вопросы для самопроверки


1. Рассказать о классификации насосов. Какие существуют типы лопастных центробежных насосов?

24

2. Объяснить принцип действия лопастного насоса; рассмотреть его характеристики.
   
3. Дать определения напора, подачи, высоты всасывания, мощности насоса. Как определяется коэффициент полезного действия?
   
4. Написать формулу для определения коэффициента быстроходности.
   
5. Объяснить теорию подобия в лопастных машинах.
   
6. Вывести основное уравнение лопастных насосов для бесконечно большого числа лопаток.
   
7. Что представляет собой явление кавитации? Как оно влияет на характеристики насоса, и каковы пути борьбы с ним?
   
8. Рассказать о работе насоса на сеть.
   
9. Как подобрать требуемый насос с помощью характеристик?
   

10. Рассказать о принципе действия вихревого насоса. Как определяется высота всасывания вихревого насоса?
    
11. Рассказать о классификации и принципе действия объемного насоса. Начертить график подачи поршневого насоса.
    
12. Что вы знаете об обратимости роторных насосов?
    

1.2.2. Гидравлические двигатели


Литература: [6], с. 272—275, 299—308, 308—350, 350—379; [81, с. 302— 312; [19], с. 376—385.


При рассмотрении гидродвигателей выяснить их назначение и классификацию. Уделить внимание объемным гидродвигателям, которые по характеру движения выходного звена делятся на три класса: гидроцилиндры с возвратно-поступательным движением выходного звена, гидромоторы с вращательным движением выходного звена, поворотные гидродвигатели с ограниченным углом поворота; рассмотреть их конструктивные схемы, принципы их работы и область применения. Знать способы регулирования скорости движения гидроцилиндров.

Изучить классификацию роторных гидродвигателей (гидромоторов), которые разделяются на шестеренные, винтовые, шиберные (пластинчатые) и поршневые (радиальные и аксиальные). Знать их устройство, принцип действия, основные характеристики (рабочий объем, объемный к. п. д., частоту вращения вала, полезную мощность, момент на валу), рас-

25

смотреть реверсивность гидродвигателей, принципы регулирования, частоты вращения и крутящего момента.

Усвоить классификацию гидротурбин (лопастных гидродвигателей), принцип действия и графические характеристики активных и реактивных турбин, их назначение, определение мощности, к. п. д., коэффициента быстроходности.


Вопросы для самопроверки

1. Рассказать о гидромоторах поршневого типа (принципе действия, устройстве и основных параметрах).
   
2. Рассказать о гидромоторах радиально-поршневого типа (принципе действия, устройстве и основных параметрах).
   
3. В чем различие пластинчатых и шестеренных гидродвигателей?
   
4. Охарактеризовать гидродвигатели прямолинейного и поворотного движения (принцип действия, устройство, основные параметры).
   
5. В чем заключаются принцип действия и назначение активных и реактивных турбин?
   

1.2.3. Вентиляторы


Литература: [22], с. 68—78, 78—85, 86—96, 96—113, 113—129, 129—134, 134—175.

Усвоить назначение, устройство и принцип действия центробежных и осевых вентиляторов. Знать, как определяются подача, развиваемое давление и потребляемая мощность вентиляторов. Рассмотреть их аэродинамические характеристики, критерий быстроходности и коэффициент давления.

Познакомиться с другими видами воздуходувных машин (компрессорами, турбокомпрессорами).


Вопросы для самопроверки

1. Как определяется подача, развиваемое давление и потребляемая мощность вентиляторов?
   
2. Какие существуют типы вентиляторов? Рассмотреть их рабочие характеристики.
   
3. Как определяются критерий быстроходности и коэффициент давления?
   

26

Часть вторая

«ГИДРОМЕХАНИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ»

2.1. Гидропривод 2.1.1. Общие сведения

Литература: [7], с. 292.

Рассмотреть назначение и общую характеристику гидропривода, его классификацию. Выяснить роль гидропривода в комплексной механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства.


2.1.2. Объемный гидропривод


Литература: [6], с. 379—402, 402—410, 410—417; [7], с. 292—301, 313— 342, 342—346, 371—390, 390—400, 400—416; [13], с. 164—188.


Рассмотреть основные понятия и определения объемного гидропривода, его достоинство. Уяснить, что объемный гидропривод представляет собой совокупность объемных гидромашин, гидроаппаратуры, гидролиний (трубопроводов) и вспомогательных устройств. Знать классификацию объемного гидропривода по виду источника энергии, по характеру движения выходного звена.

Запомнить принципиальные схемы гидроприводов, устройство и принцип действия их элементов, а также основные показатели, характеризующие объемные гидроприводы.

Уметь начертить типовые схемы объемного гидропривода с разомкнутой и замкнутой циркуляцией рабочей жидкости. Рассмотреть дроссельное регулирование гидропривода при последовательном и параллельном включении дросселей, а также объемное регулирование изменением рабочего объема насоса гидромотора; сравнение способов регулирования гидроприводов.

Усвоить принцип действия и область применения следящего гидропривода (гидроусилителей), понятия устойчивости чувствительности, точности гидроусилителей.

При изучении регулируемого и следящего гидроприводов уяснить их сходство и отличия.

Уметь производить гидравлический расчет объемного гидропривода. Знать типовые схемы объемных гидроприводов, применяемых на сельскохозяйственных машинах.

Усвоить основные типы насосов и гидродвигателей, применяемых в объемных гидроприводах. Рассмотреть назначение,

27

устройство, принцип работы других агрегатов гидроприводов: распределителей, гидроклапанов, дроссельных устройств, гидравлических аккумуляторов, синхронизаторов, фильтров, гидробаков. Выяснить, что называют гидролиниями и как их подразделяют в зависимости от выполняемых функций, а также требования, предъявляемые к рабочей жидкости гидроприводов. Ознакомиться с условиями эксплуатации и проведением испытаний гидропривода. Выяснить, как влияет температура на работу гидропривода. Рассмотреть особенности работы объемных гидроприводов на сельскохозяйственных машинах, достоинства, недостатки и перспективы развития объемного гидропривода.

2.1.3. Гидродинамические передачи

Литература: [6], с. 240—271; [7], с. 346—371, 390—400.

Изучая этот раздел, усвоить, что гидродинамическая передача служит передаче вращательного движения от одной гидромашины к другой через промежуточную жидкую среду без непосредственного контакта. Знать, что гидродинамические передачи разделяют на гидродинамические муфты и гидродинамические трансформаторы, и уметь назвать их принципиальные отличия. Рассмотреть применение гидродинамических передач на сельскохозяйственных и других машинах.

Усвоить основы теории гидродинамических передач, базирующиеся на струйной теории Эйлера. Рассмотреть основные параметры, особенности рабочего процесса, вывод основных уравнений гидродинамических передач: уравнение моментов и уравнение напоров.

Изучить гидромуфты: назначение, устройство, принцип действия, особенности рабочего процесса и характеристики. Рассмотреть баланс энергии в гидромуфте, совместную работу гидромуфты с двигателями (асинхронными и внутреннего сгорания), а также способы регулирования режимов работы гидромуфты.

Ознакомиться с принципом действия и конструкцией гидротрансформатора, его рабочими характеристиками и основными параметрами. Выяснить, в чем заключаются особенности рабочего процесса в гидротрансформаторе. Рассмотреть баланс моментов и энергии. Изучить характерные особенности основных типов гидротрансформаторов (разгонного типа, комплексных). Выяснить, как выбирается трансформатор для совместной работы с дизелем и карбюраторным двигателем, а также способы регулирования гидротрансформаторов.


28

Изучить условия эксплуатации и проведения испытаний гидродинамических передач, особенности работы гидродинамических передач на сельскохозяйственных машинах. Знать достоинства, недостатки и перспективы развития гидродинамических передач.

Вопросы для самопроверки

1. Какова роль гидропривода в комплексной механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства?
   
2. Что представляет собой объемный гидропривод?
   
3. Рассказать о дроссельном регулировании гидропривода при последовательном и параллельном включении дросселей.
   
4. В чем сходство и различие регулируемого и следящего гидроприводов?
   
5. Рассказать о классификации и назначении объемных гидроприводов.
   
6. Какие вы знаете основные типы насосов и гидродвигателей?
   
7. Что называется гидролиниями?
   
8. Рассказать о достоинствах, недостатках и перспективах развития объемного гидропривода.
   
9. Где применяются гидродинамические передачи?
   

10. Написать основные уравнения гидродинамических передач (уравнения моментов и напоров).
    
11. Объяснить принцип действия и конструкцию гидромуфты, дать ее рабочие характеристики.
    
12. Рассказать о гидротрансформаторе (принцип действия, конструкция, рабочие характеристики, область применения).
    
13. Рассказать о способах регулирования гидротрансформаторов.
    

2.2. Использование водных ресурсов

2.2.1. Водное хозяйство

Литература: [10], с. 19—40; [12], с. 123—142.

Усвоить, что водное хозяйство представляет собой совокупность водных объектов и сооружений, предприятий и организаций, которые осуществляют учет распределения и охрану водных ресурсов. Уяснить, что понимается под водохозяйственным комплексом, в чем заключается необходимость комплексного использования водных ресурсов, которые дают большой эконо-

29

мический эффект. Знать компоненты, входящие в водохозяйственный комплекс (ирригация, водный транспорт, водоснабжение, рыбное хозяйство, здравоохранение и др.). Рассмотреть,, какие компоненты называются водопотребителями и водопользователями.

Обратить внимание на роль водного хозяйства в интенсификации сельского хозяйства. Знать, какое значение придают ей партия и правительство.

Вспомнить о круговороте воды в природе. Остановиться на основных водоисточниках (реки, озера, подземные воды, ледники, болота). Иметь представление о гидрологии рек. Дать определение стока, основными элементами которого являются водосборная площадь, уклон реки и тип ее питания. Выяснить, что понимается под режимом уровней и расходом воды, какова связь между расходами и уровнями воды в реке. Знать характеристики стока (модуль, норма) и уметь их определять. Рассмотреть изменчивость стока рек, его регулирование и методы расчета.

Познакомиться с условиями залегания подземных вод. Выяснить, какие известны мероприятия по охране вод.

Вопросы для самопроверки

1. Объяснить понятия: «водное хозяйство», «водохозяйственный комплекс».
   
2. Рассказать о комплексном использовании водных ресурсов и их охране.
   
3. Какие компоненты водохозяйственного комплекса называются водопотребителями и водопользователями?
   
4. Рассказать о роли водного хозяйства в интенсификации сельского хозяйства.
   
5. Назвать основные водоисточники.
   
6. Раскрыть понятие гидрологии рек.
   
7. Сформулировать, что такое речной сток. Назвать его основные элементы. Как определяются модуль и норма стока?
   
8. Что называется режимом уровней и расходом воды?
   
9. Что понимают под изменчивостью стока рек и регулированием стока? Указать методы его расчета.
   

10. Перечислить условия залегания подземных вод и мероприятия по их охране.

30

2.2.2. Гидромелиорация

Литература: [10], с. 3—4, 40—157; [18], с. 7—100, 218—371; [21], с. 9—235; [17], с. 103—117, 120—171.

Выяснить основные задачи долговременной программы мелиорации и комплексное влияние гидромелиорации на водный, воздушный, тепловой, микробиологический и питательный режимы почв.

Усвоить, что называется орошением, какие существуют виды орошения. Познакомиться с режимом орошения, под которым понимается совокупность числа, сроков и норм поливов, обеспечивающих необходимый для данной культуры водный режим в почве при конкретных природных и агротехнических условиях. Понять, что от правильного выбора режима орошения зависят поливной расход, размеры всех элементов оросительной системы, стоимость ее строительства и урожайность. Для расчета режима орошения необходимо знать величину суммарного водопотребления. Разобраться в понятиях коэффициента водопотребления, суммарного водопотребления, оросительной и поливной норм. Усвоить, что называется поливным расходом, гидромодулем, водопотреблением и как строятся их графики. Рассмотреть способы полива сельскохозяйственных культур. Изучить поверхностный полив, дождевание, подпочвенное и капельное орошение. Знать конструкцию оросительных систем. Запомнить, что оросительные системы бывают трех видов: открытые, закрытые и комбинированные; выяснить, в чем различие между ними. Вспомнить понятия расхода воды, пропускной способности каналов и трубопроводов, коэффициента полезного действия системы. Уметь их определять. Остановиться на основных направлениях развития механизированного полива. Запомнить, что основной задачей любого полива является подача в корнеобильный слой почвы оптимальной нормы орошения (увлажнения). Обратить внимание на механизацию поверхностного полива. Изучить существующие поливные машины и средства малой механизации (поливные передвижные агрегаты ППА — 300, ППА — 165; поливные машины ПМП-1, ППУ — 500; дождевально-поливной агрегат ДПА — 140; стационарные системы и др.).

Изучить способ полива сельскохозяйственных культур — дождевание, знать его преимущества и недостатки. Дать характеристики искусственного дождя. Знать, в каких случаях применяется синхронное импульсное и мелкодисперсное дож-

31

девание. Ознакомиться с дождевальными машинами, их классификацией и принципом действия, а также с агротехническими требованиями, предъявляемыми к ним. Усвоить, что при выборе дождевальных машин следует учитывать взаимосвязь между скоростью просачивания воды в почву и интенсивностью дождя. Рассмотреть наиболее распространенные типы дождевальных установок, их классификацию и принцип работы. Иметь представление об основных рабочих органах дождевальных машин, различных системах и установках.

Разобраться, какие существуют типы оросительных насосных станций. Уметь определять расчетный расход и напор станции, правильно выбирать гидромеханическое оборудование. Познакомиться с технико-экономическими показателями механизированных оросительных систем.

Рассмотреть внутрипочвенное орошение, при котором оросительная вода подводится с некоторой глубины непосредственно в корнеобильный слой; его достоинства. Изучить элементы техники внутрипочвенного орошения, машины и орудия для укладки гибких полиэтиленовых увлажнителей, конструкции систем внутрипочвенного орошения с увлажнителями из полиэтиленовых труб для открытого и защищенного грунта. Знать особенности и элементы техники капельного орошения, применение механизированного орошения в тепличных комплексах.

Выяснить, что называется осушением. Усвоить, что под осушительными мелиорациями понимается регулирование водного режима почвы и ускорение отвода избыточного поверхностного стока. Знать, что это позволяет повысить плодородие земель и получать высокий, устойчивый урожай с.-х. культур при различных погодных условиях.

Запомнить три метода осушения земель: понижение уровня грунтовых вод, ускорение стока воды с поверхности почвы и ограждение осушаемой территории от подтопления и затопления паводковыми водами. Разобрать способы осушения (использование открытой сети каналов, горизонтального или вертикального дренажа, кротования и др.), применяемые в зависимости от метода осушения и характера сельскохозяйственного использования земель. Дать определение нормы осушения; знать, от чего зависит ее величина. Обратить внимание на режим осушения. Рассмотреть изменение осушительного действия дренажа от глубины его закладки, глубины залегания водоупора, от изменения коэффициента фильтрации и вре-

32

мени понижения грунтовых вод до требуемой нормы осушения. Уметь производить гидравлический расчет дренажа.

Усвоить, какие существуют типы осушительных насосных станций. Познакомиться с понятием «польдеры» (затопляемые, незатопляемые).

Уяснить состав и конструкцию осушительно-увлажнительной системы. Знать, что вид осушительно-увлажнительной системы и ее конструкция определяются выбранным способом увлажнения.

Вопросы для самопроверки

1. Какие существуют методы и способы гидромелиорации?
   
2. Что называется орошением? Перечислить виды орошения.
   
3. Раскрыть понятия суммарного водопотребления, оросительной и поливной норм.
   
4. Дать определение поливного расхода и гидромодуля. Построить графики упорядоченного и неупорядоченного гидромодуля.
   
5. Рассказать о существующих способах полива с.-х. культур.
   
6. Перечислить виды оросительных систем.
   
7. Рассказать об основных направлениях развития механизированного полива.
   
8. Какие существуют поливные машины и средства малой механизации?
   
9. В чем заключается сущность дождевания, его характеристики и недостатки?
   
10. Привести классификацию дождевальных установок. Рассказать об их основных рабочих органах и принципе работы.
    
11. Перечислить технико-экономические показатели механизированных оросительных систем.
    
12. Назвать основные методы и способы осушения.
    
13. Что такое норма осушения, от чего она зависит и как изменяется во времени?
    
14. Рассказать о назначении дренажа. Как проводится гидравлический расчет дренажа?
    
15. Назвать типы осушительных насосных станций.
    

33

2.2.3. Сельскохозяйственное водоснабжение

Литература: [8], с. 276—279; [9], с. 62—67, 67—72, 73—86, 86—114, 114—128, 128—131, 131 — 149, 150—155, 155-178, 178—193; Г12], с. 3—6, 7—13, 14—31, 32—36, 36—93, 142—146, 152—195, 199—218; [17], с. 22—37.


Знать, что сельскохозяйственное водоснабжение решает задачи, направленные на повышение уровня благоустройства и санитарного состояния колхозов и совхозов, повышение эффективности всего сельскохозяйственного производства, и играет важную роль в выполнении Продовольственной программы на период до 1990 года.

Выяснить, в чем заключаются особенности с.-х. водоснабжения современных животноводческих, птицеводческих ферм и комплексов* и в отгонном животноводстве, а также механизации и автоматизации технологического процесса водоснабжения.

Рассмотреть системы и схемы водоснабжения, групповые и локальные водопроводы, башенные и безбашенные схемы водоснабжения. Изучая требования, предъявляемые к качеству воды, рассмотреть свойства природных вод из поверхностных и подземных источников водоснабжения, особенности формирования и методы улучшения качества воды в них. Знать требования, предъявляемые к качеству воды (ГОСТ 2874-82— «Вода питьевая»).

Изучая нормы и режимы водопотребления, студент должен научиться правильно, в зависимости от степени благоустройства объекта водоснабжения, определять среднесуточные нормы водопотребления, используя СНиП 2.04.02—84 (Нормы проектирования. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения) и СНиП 2.04.01—85 (Внутренний водопровод и канализация. Нормы проектирования). Уметь строить и использовать в практических расчетах графики суточного и годового водопотребления, интегральную кривую водопотребления. Усвоить понятия среднечасового, среднесуточного и годового расходов. Знать, как определяются коэффициенты суточной и годовой неравномерности.

Уяснить различие систем водоснабжения по ряду признаков: виду обслуживаемого объекта, назначению, способу подачи воды, виду используемых природных источников, надежности подачи воды. Рассматривая основные элементы систем водоснабжения, необходимо изучить устройства для забора воды из поверхностных источников водоснабжения (русловые, береговые, ковшовые, инфильтрационные водозаборы), сооруже-

34

ния для захвата подземных вод (вертикальный, горизонтальный водозаборы, каптажные камеры). Знать типы водопроводных насосных станций, конструкции зданий, порядок выбора и размещения насосных агрегатов, трубопроводов и вспомогательного оборудования. Уметь определять расчетный расход и напор насосной станции, правильно использовать график водоподачи. Ознакомиться с типовыми проектами насосных станций для животноводческих ферм и комплексов и автоматизацией водопроводных насосных станций.

Усвоить, что к напорно-регулирующим сооружениям относят водонапорные башни, высокорасположенные наземные напорные резервуары, а также воздушно-водяные котлы. Знать их назначение и уметь определять высоту водонапорной башни и объем напорно-регулирующего резервуара различными способами (табличным, графическим). Изучить средства автоматизации водонапорных сооружений.

Уметь производить расчет распределительных водопроводных сетей. Выяснить, какие специфические особенности имеет пастбищное водоснабжение. Хорошо усвоить противопожарное водоснабжение, уметь производить расчет водовода на случай пожара.

При изучении водопроводной арматуры рассмотреть конструкции запорно-регулирующей, предохранительной и водоразборной арматуры, использующейся в системах водоснабжения. Выяснить, в чем заключается техническая эксплуатация водопроводной сети.

Познакомиться со средствами механизации подъема воды. Изучить конструкции насосов общего назначения и водоподъемников, применяемых для механизации подъема воды. Выяснить принцип действия водоструйного и ленточного водоподъемников, эрлифта, гидротарана.

Вопросы для самопроверки

1. В чем заключаются особенности сельскохозяйственного водоснабжения?
   
2. Привести примеры схем водоснабжения.
   
3. Какие требования предъявляются к качеству воды? Назвать основные методы улучшения ее качества.
   
4. От чего зависит расчетная норма водопотребления? Что называется среднесуточной нормой водопотребления?
   
5. Что представляет собой годовой и суточный графики водопотребления?
   

35

6. Как определяются коэффициенты суточной и часовой неравномерности?
   
7. Назвать элементы систем водоснабжения.
   
8. Какие существуют типы водозаборных сооружений и насосных станций?
   
9. Перечислить сооружения для регулирования расхода и напора в сети.
   

10. Назвать типы резервуаров. Как определяется объем на-порнорегулирующего резервуара?
    
11. Каким образом производится расчет сети?
    
12. Как определяется расход и напор насосной станции?
    
13. Как определяется высота водонапорной башни?
    
14. Ка ковы особенности пастбищного водоснабжения?
    
15. В чем заключается техническая эксплуатация водопроводной сети?
    
16. Какие виды водоподъемников вы знаете?
    

2.2.4. Гидропневмотранспорт

Литература: [И], с. 5—66, 66—94, 98—114, 114—126, 126—128, 139—170.

Выяснить, что представляет собой гидропневмотранспорт, где он применяется в с.-х. производстве, его преимущества по сравнению с другими видами транспорта. Знать, какие различают пидро- и пневмотранспортные системы по назначению и принципу действия. Изучая физико-механические свойства гидросмесей, рассмотреть понятия гидравлической крупности твердых частиц, плотности и консистенции (концентрации) гидросмеси; реологические параметры высоковязких с.-х. материалов (структурную вязкость и предельное напряжение сдвига). Рассмотреть модели структурной жидкости. Выяснить, что называется структурными гидросмесями, какими свойствами они обладают, какие четыре режима течения встречаются при перемещении структурных гидросмесей по трубам.

Усвоить теоретические основы и методы расчета напорного гидропневмотранспорта. Изучить схемы и методы расчета безнапорного гидротранспорта. Уяснить, что называется критической скоростью гидросмеси, как определяется расчетная пропускная способность (расчетный расход) гидротранспортной установки в зависимости от производственного процесса и вида с.-х. материала.

Познакомиться со схемами и технологическим расчетом поточных линий удаления и транспортировки навоза, приго-

36

товления, транспортировки и раздачи кормов и других продуктов с.-х. производства. Рассмотреть контейнерный гидротранспорт и перспективы его применения в животноводстве.

Изучая машины и оборудование для обеспечения гидропневмотранспорта, выяснить, из каких трех основных элементов состоят системы гидравлического и пневматического транспорта кормовых смесей и навозных масс. Рассмотреть устройства для ввода в поток транспортируемых сред, используемые для транспортировки трубопровода с арматурой, конструкцию приемных резервуаров и средства автоматизации гидропневмотранспорта. Уметь выбирать напорное и вспомогательное оборудование для гидропневмосистем.


Вопросы для самопроверки

1. Что такое гидропневмотранспорт? Где он применяется в с.-х. производстве, в чем его преимущества?
   
2. Рассказать о гидро- и пневмотранспортных системах. В чем различия между ними по назначению и принципу действия?
   
3. Перечислить физико-механические свойства гидросмесей.
   
4. Дать определения гидравлической крупности твердых частиц, плотности и консистенции гидросмеси.
   
5. Назвать реологические параметры высоковязких с.-х. материалов. Что называется структурной вязкостью и предельным напряжением сдвига?
   
6. Какие существуют четыре режима течения при перемещении структурных гидросмесей по трубам?
   
7. Из каких основных элементов состоят системы гидравлического и пневматического транспорта кормовых смесей и навозных масс?
   
8. Как производится выбор основного и вспомогательного оборудования для гидропневмосистем?
   
9. Начертить схемы и перечислить методы расчета напорного и безнапорного гидротранспорта.
   
10. Дать определение критической скорости гидросмеси. По какой формуле определяется расчетный расход гидротранспортной установки?
    
11. Привести последовательность технологического расчета поточных линий.
    

37