Basis of hydralic gas dynamics in thermal processes
Description: The discipline is aimed at studying the fundamental laws and phenomena of hydrogas dynamics applicable in thermal processes and energy systems. Students study the physical foundations of the movement of liquids and gases, the interaction of phases, as well as methods of mathematical modeling and experimental analysis of hydrodynamic processes. As a result, the student will carry out comprehensive research in the field of heat and electric energy production, including collecting information, conducting experiments, analyzing and interpreting data, as well as preparing materials using basic and specialized knowledge of thermophysical and hydrodynamic processes, while solving applied problems.
Amount of credits: 5
Пререквизиты:
- Engineering Thermodynamics
Course Workload:
| Types of classes | hours |
|---|---|
| Lectures | 15 |
| Practical works | 30 |
| Laboratory works | |
| SAWTG (Student Autonomous Work under Teacher Guidance) | 30 |
| SAW (Student autonomous work) | 75 |
| Form of final control | Exam |
| Final assessment method | exam |
Component: University component
Cycle: Base disciplines
Goal
- Цель дисциплины: Основы гидрогазодинамики тепловых процессов основаны на законах расчетов трубопроводов, различных гидротехнических и водоочистных сооружений, гидромашин и гидравлических устройств, применяемых в различной технике.
Objective
- Задачи дисциплины: - изучение основных физических свойств, общих законов и уравнений статики и динамики жидкостей и газов; - изучение напряжений и сил, действующих в жидкостях и газах, с учетом их основных физических свойств, уравнений сохранения массы, количества движения и энергии; - уметь применять уравнения и справочную литературу для расчета различных задач взаимодействия и между твердым телом и движущейся средой; - уметь рассчитывать газодинамические параметры в различных точках движущейся среды и на поверхности обтекаемого тела; - уметь анализировать влияние начальных и конечных параметров и формы обтекаемой поверхности на эффективность работы элементов энергетических установок; - овладение основами физического и математического моделирования исследованных явлений и процессов, расчетами характеристик по типовым методикам.
Learning outcome: knowledge and understanding
- Описывать основные понятия, законы и уравнения гидрогазодинамики. Объяснять физические процессы движения жидкостей и газов в тепловых системах. Знать классификацию режимов течения и характеристики гидродинамических потоков.
Learning outcome: applying knowledge and understanding
- Решать задачи по расчету гидрогазодинамических параметров в тепловых процессах. Использовать математические модели для анализа потоков в теплоэнергетическом оборудовании. Проводить экспериментальные исследования и интерпретировать полученные данные.
Learning outcome: formation of judgments
- Оценивать влияние гидрогазодинамических факторов на эффективность и безопасность тепловых процессов. Принимать обоснованные решения по оптимизации конструкции и режимов работы оборудования. Анализировать возможные гидродинамические проблемы и разрабатывать меры их устранения.
Learning outcome: communicative abilities
- Составлять технические отчеты и научные статьи по результатам исследований. Обсуждать и защищать научные и инженерные решения в рамках командной работы и на конференциях. Эффективно передавать сложные технические знания устно и письменно.
Learning outcome: learning skills or learning abilities
- Самостоятельно осваивать современные методы и инструменты гидрогазодинамического анализа. Критически оценивать научные источники и новейшие исследования в области гидрогазодинамики. Адаптировать полученные знания к практическим задачам и новым технологическим решениям.
Teaching methods
В условиях кредитной технологии обучения занятия должны проводиться преимущественно в активных и творческих формах. В числе эффективных педагогических методик и технологий, способствующих вовлечению обучающихся в поиск и управление знаниями, приобретению опыта самостоятельного решения задач, следует выделить: - технология проблемно- и проектно-ориентированного обучения; - технологии учебно-исследовательской деятельности; - коммуникативные технологии (дискуссия, пресс-конференция, мозговой штурм, учебные дебаты и другие активные формы и методы); - метод кейсов (анализ ситуации); - игровые технологии, в рамках которых обучающиеся участвуют в деловых, ролевых, имитационных играх; - информационно-коммуникационные (в том числе дистанционные образовательные) технологии.
Assessment of the student's knowledge
Teacher oversees various tasks related to ongoing assessment and determines students' current performance twice during each academic period. Ratings 1 and 2 are formulated based on the outcomes of this ongoing assessment. The student's learning achievements are assessed using a 100-point scale, and the final grades P1 and P2 are calculated as the average of their ongoing performance evaluations. The teacher evaluates the student's work throughout the academic period in alignment with the assignment submission schedule for the discipline. The assessment system may incorporate a mix of written and oral, group and individual formats.
| Period | Type of task | Total |
|---|---|---|
| 1 rating | Практическая работа №1- Понятие жидкости и ее свойства. Закрепление лекционного материала, решение задач. | 0-100 |
| Практическая работа №2- Гидростатическое давление. Закрепление лекционного материала, решение задач. | ||
| Практическая работа №3-Виды давлений. Закрепление лекционного материала, решение задач. | ||
| Практическая работа №4- Силы давления покоящейся жидкости на плоские и криволинейные поверхности, эпюры давления. Закрепление лекционного материала, решение задач. | ||
| Практическая работа №5- Основные понятия гидродинамики. Закрепление лекционного материала, решение задач. | ||
| Практическая работа №6- Режимы движения жидкости. Закрепление лекционного материала, решение задач | ||
| СРС №1 -Понятие жидкости и ее свойства. | ||
| СРС №2 -Силы давления покоящейся жидкости на плоские и криволинейные поверхности. | ||
| СРС №3 -Основные понятия гидродинамики. | ||
| Рубежный контроль №1 | ||
| 2 rating | Практическая работа №1-Ламинарный и турбулентный движение жидкости. Потери давления при ламинарном и турбулентном движении. Закрепление лекционного материала, решение задач. | 0-100 |
| Практическая работа №2- Потери напора по длине потока. Закрепление лекционного материала, решение задач. | ||
| Практическая работа №3- Потери напора на местные сопротивления. Закрепление лекционного материала, решение задач. | ||
| Практическая работа №4- Гидравлический расчет трубопроводов. Закрепление лекционного материала, решение задач. | ||
| Практическая работа №5- Истечение жидкости через отверстия, насадки. Закрепление лекционного материала, решение задач. | ||
| Практическая работа №6- Физические свойства газов. Закрепление лекционного материала, решение задач. | ||
| СРС №1 -Виды движения жидкости. Уравнение неразрывности потока. | ||
| СРС №2 - Уравнение Бернулли. | ||
| СРС №3 -Аэродинамика. | ||
| Рубежный контроль №2 | ||
| Total control | Exam | 0-100 |
The evaluating policy of learning outcomes by work type
| Type of task | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Excellent | Good | Satisfactory | Unsatisfactory | |
| Interview on control issues | demonstrates system theoretical knowledge, owns terminology, logically and consistently explains the essence of phenomena and processes, makes reasoned conclusions and generalizations, gives examples, shows fluency in monologue speech and the ability to quickly respond to clarifying questions | demonstrates solid theoretical knowledge, owns terminology, logically and consistently explains the essence of phenomena and processes, makes reasoned conclusions and generalizations, gives examples, shows fluency in monologue speech, but at the same time makes insignificant mistakes that he corrects independently or with minor correction by the teacher | demonstrates shallow theoretical knowledge, shows poorly formed skills of analyzing phenomena and processes, insufficient ability to draw reasoned conclusions and give examples, shows insufficient fluency in monologue speech, terminology, logic and consistency of presentation, makes mistakes that can be corrected only when corrected by a teacher. | demonstrates system theoretical knowledge, owns terminology, logically and consistently explains the essence of phenomena and processes, makes reasoned conclusions and generalizations, gives examples, shows fluency in monologue speech and the ability to quickly respond to clarifying questions |
| Work in practical (seminar) classes | completed the practical work in full compliance with the necessary sequence of actions; in response, correctly and accurately performs all records, tables, drawings, drawings, graphs, calculations; correctly performs error analysis. When answering questions, he correctly understands the essence of the question, gives an accurate definition and interpretation of the basic concepts; accompanies the answer with new examples, is able to apply knowledge in a new situation; can establish a connection between the studied and previously studied material, as well as with the material learned in the study of other disciplines | I fulfilled the requirements for the "5" rating, but 2-3 shortcomings were made. The student's answer to the questions satisfies the basic requirements for the answer to 5, but is given without applying knowledge in a new situation, without using connections with previously studied material and material learned in the study of other disciplines; one mistake or no more than two shortcomings are made, the student can correct them independently or with a little help from a teacher. | I did not complete the work completely, but not less than 50% of the volume of practical work, which allows me to get the correct results and conclusions; mistakes were made during the work. When answering questions, the student correctly understands the essence of the question, but in the answer there are separate problems in the assimilation of the course questions that do not prevent further assimilation of the program material; no more than one gross error and two shortcomings were made. | completed the practical work in full compliance with the necessary sequence of actions; in response, correctly and accurately performs all records, tables, drawings, drawings, graphs, calculations; correctly performs error analysis. When answering questions, he correctly understands the essence of the question, gives an accurate definition and interpretation of the basic concepts; accompanies the answer with new examples, is able to apply knowledge in a new situation; can establish a connection between the studied and previously studied material, as well as with the material learned in the study of other disciplines |
| Tasks in the test form for border control | 100-90% correct answers | 89-70% correct answers | 69-50% дұрыс жауаптар | 100-90% correct answers |
Evaluation form
The student's final grade in the course is calculated on a 100 point grading scale, it includes:
- 40% of the examination result;
- 60% of current control result.
The final grade is calculated by the formula:
| FG = 0,6 | MT1+MT2 | +0,4E |
| 2 |
Where Midterm 1, Midterm 2are digital equivalents of the grades of Midterm 1 and 2;
E is a digital equivalent of the exam grade.
Final alphabetical grade and its equivalent in points:
The letter grading system for students' academic achievements, corresponding to the numerical equivalent on a four-point scale:
| Alphabetical grade | Numerical value | Points (%) | Traditional grade |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Excellent |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Good |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Satisfactory |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Unsatisfactory |
| F | 0 | 0-24 |
Topics of lectures
- Введение в гидравлику, основные понятия
- Гидростатика 1
- Гидростатика 2
- Гидростатика 3
- Основные понятия гидродинамики
- Виды движения жидкости, уравнение неразрывности потока
- Режимы движения жидкости
- Ламинарный и турбулентный движение жидкости
- Потери напора по длине потока
- Потери напора на местные сопротивления
- Гидравлический удар
- Истечение жидкостей через отверстия и насадки
- Введение в аэродинамику, основные понятия
- Статика и динамика газа
- Аэродинамика инженерных сетей
Key reading
- 1. Лапшев, Николай Николаевич. Гидравлика: учеб.: рек. УМО / Н. Н. Лапшев, 2012. - 270 с.
- 2. Петров, Александр Георгиевич. Аналитическая гидродинамика: учеб.пособие / А.Г. Петров, 2011. - 519 с.
- 3. Малашкина, В.А. Гидравлика: учеб. пособие.- 2-е изд. стереотип.- М.: Моск. горный ун-т, 2015.- 103 с.
- 4. Метревели, Виктор Николаевич. Сборник задач по курсу гидравлики с решениями / В. Н. Метревели, 2012. - 192 с.
- 5. Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики: учебник / О. Н. Брюханов, В. И. Коробко, А. Т. Мелик-Аракелян. - М. : Инфра-М, 2012.
Further reading
- 1. Гидравлические и пневматические системы : учебник / А. Г. Схиртладзе, В. И. Иванов, В. Н. Кареев ; под ред. Ю. М. Соломенцева. - М. : Высш. шк., 2006.
- 2. Гидравлика, пневматика и термодинамика : учеб. пособие / В. Ф. Нуждин [и др.] ; под ред. В. М. Филина. - М. : ИД "Форум" - ИНФРА-М, 2008.
- 3. Гидравлика : учебник / Б. В. Ухин, А. А. Гусев. - М. : Инфра-М, 2010.
- 4. Гидрогазодинамика. Часть I. Гидравлика: учеб. пособие/ АмГУ, ЭФ: М.В.Гриценко и [и др.].- Благовещенск: Изд-во Амурск. гос. ун-та, 2008.- 75 с.
- 5. Чугаев, Роман Романович. Гидравлика [Текст]: (Техническая механика жидкости): учеб. / Р. Р. Чугаев, 2008. - 672 с.
- 6. Я. М. Вильнер, Я. Т. Ковалев, Б. Б Некрасов. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. Минск: Вышэйш. школа, 1976
