Гидравлика и русловая гидравлика

内容描述: Дисциплина знакомит с основными понятиями и определениями общей и русловой гидравлики. Изучает основные уравнения гидростатики и дифференциальные уравнения равновесия покоящейся жидкости. Рассматривает режимы течения жидкостей, гидравлические сопротивления в потоках жидкости, методику гидравлического расчета трубопроводов, истечение жидкости из отверстий, насадков и водосливы, гидравлический удар в трубопроводах, явление гидравлического прыжка. Раздел русловой гидравлики включает:элементы живого сечения русла. Дает представление о законах равномерное движения потока в русле. Изучаются условия возникновения неравномерного движения потока. Формирует навыки гидравлического расчета сооружений, расположенных в русле.

贷款数: 10

Пререквизиты:

• Физика

*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:

零件: Вузовский компонент

循环次数: Базовые дисциплины

Цель

• получение студентами теоретических знаний и практических навыков в области общей и русловой гидравлики и овладение методами решения практических задач в сфере водного хозяйства, гидротехники, водоснабжения.

Задача

• - изучение основных законов равновесия и движения жидкостей; - дать знания по основам теории гидравлических систем; - обучение основам проектирования гидротехнических систем; - овладение основными методами гидравлических расчётов для решения гидрологических и инженерных задач.

Результат обучения: знание и понимание

• Способность использовать математические, физические и основные закономерности гидравлики, математические методы обработки информации для решения технических задач в области водного хозяйства

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• Способность использовать основные закономерности гидрвалики, методы обработки гидрологической информации для решения технических задач в области водного хозяйства

Результат обучения: формирование суждений

• Сформировать умения рассуждать о важных физических и технических явлениях и процессах, происходящих в жидкостях, в руслах, гидротехнических сооружениях

Результат обучения: коммуникативные способности

• Вести беседу- диалог на любом языке, пользоваться правилами речевого этикета.

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• Постоянное стремление к получению новых знаний в области гидравлики и русловой гидравлики, гидравлики сооружений

*TeachingMethods(zh-CN)*

интерактивные практические и лабораторные занятия с применением возможностей лабораторий центра трансферта технологий в области водного хозяйства; -применение следующих активных форм обучения: управляемая дискуссия или беседа; модерация; демонстрация слайдов или учебных фильмов; - построение сценариев развития различных ситуаций на основе заданных условий; - информационно-коммуникационная; - поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность студентов)

Темы лекционных занятий

• Силы действующие на жидкость. Напряжение в покоящейся жидкости. Гидростатическое давление и его свойства. Закон Паскаля. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости (уравнение Л. Эйлера)
• Равновесие несжимаемой жидкости в поле силы тяжести. Основной закон гидростатики. Абсолютное (полное) и избыточное (манометрическое давление). Пьезометрическая высота. Вакуум. Эпюры гидростатического давления. Соотношение единиц измерения давления. Давление жидкости на плоские стенки. Определение точки приложения силы давления - центра давления. Методы определения центра давления. Давление жидкости на криволинейные поверхности
• Элементарная струйка. Живое сечение и расход элементарной струйки. Поток жидкости. Расход жидкости. Местная и средняя скорость, смоченный периметр, гидравлический радиус. Виды движения: установившееся и неустановившееся; равномерное и неравномерное, напорное и безнапорное. Плавно изменяющееся движение. Понятие о вихревом и безвихревом (потенциальном) движении жидкости.
• Уравнение неразрывности (сплошности) элементарной струйки. Закон постоянства расхода (уравнение неразрывности) для потока реальной жидкости. Дифференциальные уравнения установившегося движения идеальной жидкости Л. Эйлера. Дифференциальные уравнения установившегося движения реальной жидкости. Уравнение Д. Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости. Основной закон гидродинамики. Уравнение Бернулли для потока идеальной жидкости. Геометрический и энергетический смысл основного закона гидродинамики
• Гидравлическое сопротивление и распределение скоростей по сечению потока. Физическая природа гидравлических сопротивлений. Режимы движения жидкости. Число Рейнольдса. Критические числа Рейнольдса. Теория ламинарного движения воды в круглых трубах: распределение скоростей по сечению и потери напора. Закон Пуазейля. Теория турбулентного движения воды. Структура турбулентного потока в трубе.
• Местные сопротивления. Потери напора при внезапном расширении потока жидкости. Формула Борда. Формула Ю. Весбаха. Местные сопротивления при изменении сечения, изгибе и делении потока.
• Истечение жидкости через насадки. Типы насадков. Коэффициенты скорости, расхода, сжатия, сопротивления для различных типов насадков и отверстий; их зависимость от числа Рейнольдса. Явление вакуума в насадках. Применение насадков в технике (гидромониторы, брандспойты, фонтаны и т.п.).
• Гидравлика русла. Гидравлические элементы живого сечения канала. Нормальная глубина. Равномерное движение в русле
• Гидравлически наивыгоднейший профиль канала. Допускаемые скорости течения воды в каналах.
• Неравномерное движение в русле. Критический уклон. Критическая глубина. Удельная энергия потока и удельная энергия сечения. Параметр кинетичности потока. Уравнение критического состояния потока. Спокойные и бурные потоки
• Понятие о неравномерном движении воды. Каналы с призматическими руслами. Основное дифференциальные уравнения установившегося плавно изменяющегося движения жидкости в призматических руслах (уравнение Беланже-Бусинеск) и его интегрирование
• Анализ форм свободной поверхности в призматических руслах при разных уклонах дна.
• Каналы с непризматическими руслами. Решение задач на неравномерное движение жидкости в непризматических руслах — способ Чарномского.
• Виды гидравлического прыжка. Основное уравнение совершенного гидравлического прыжка (уравнение Абдураманова А.А. и его частные случаи)
• Теория фильтрации . Определение коэффициента фильтрации
• Сопряжение бьефов. перепады, быстротоки
• Гидравлика нижнего бьефа гидроузлов. Водобой, рисберма
• Водосливные сооружения. Водосливы с тонкой стенкой, с широким порогом, практического профиля
• Расчет сооружений на пропуск максимального расхода. Маневрирование затворами

Основная литература

• 1 Механика неоднородных и турбулентных потоков. - М.: Наука, 2014 -248с. 2 Емцов В.Т. Техническая гидромеханика. - М.: Машиностроение, 2012 г. -438 с. 3. Курганов А.М., Федоров Н.Ф. Гидравлические расчеты систем водоснабжения и водоотведения. Справочник.- Л.: Стройиздат, 2013 г 4 Макаревич, А. А. Гидравлика и инженерная гидрология [Электронный ресурс] : учеб.-метод. пособие. – Минск: БГУ, 2017. – 114 с 5 Сборник задач по гидравлике для технических вузов : учебное пособие / Д. А. Бутаев, З. А. Калмыкова, Л. Г. Подвидз [и др.] ; под редакцией И. И. Куколевского, Л. Г. Подвидза. — 6-е изд. — Москва : МГТУ им. Баумана, 2009. — 486 с. — ISBN 978-5-7038-3231-8. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/106459 6 Штеренлихт, Д. В. Гидравлика : учебник / Д. В. Штеренлихт. — 5-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2015. — 656 с. — ISBN 978-5-8114-1892-3.

Дополнительная литература

• 1 Нурекенова Р. Т. Гидравлический расчет сооружений гидроузла [Электронный ресурс] : методические рекомендации / Р. Т. Нурекенова. - Электрон. текстовые дан. - Усть-Каменогорск : ВКГТУ им Д. Серикбаева, 2009 2 Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики : учебник / О. Н. Брюханов, В. И. Коробко, А. Т. Мелик-Аракелян. - М. : стереотип. - М. : МГГУ, 2001. - 519 c. : ил. 3 Брюханов, Олег Николаевич. Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики : учебник / О. Н. Брюханов, В. И. Коробко, А. Т. Мелик-Аракелян. - М. : Инфра-М, 2005. - 253 с 4 Сайриддинов, Сайриддин Шахобович . Гидравлика систем водоснабжения и водоотведения : учеб. пособие / С. Ш. Сайриддинов. - М. : АСВ, 2004. - 338 с. : рис., табл 5 Абдураманов , А. А Гидравлика гидроциклонов и гидроциклонных насосных установок : научное издание. Ч.1 / А.А. Абдураманов ; Жамбыл. гидромелиорат.-строит. ин-т. - Алматы : Ғылым, 2003 - 215 с 6 Су әкету торабының гидравликалық есебі : оқу құралы / Мырзахметұлы,Меңлібай, Орман,Анарбек, Иванович Алексеев, Матвеевич Курганов. - Алматы : ҚазБСҚА, 2002 - . Бөлім 1 : Сұйық қозғалысының заңдылығы : учебное пособие. - Алматы : ҚазБСҚА, 2002. - 90 б Тян, А. Д. Гидравлика және гидравликалық машиналар : оқу-әдістемелік құрал / А. Д. 3 Тян, М. И. Нұралин ; Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі, Д.Серікбаев атындағы ШҚМТУ. - Өскемен : ШҚМТУ, 2001. - 70 б. 4 Емешева, Қ. К. Гидравлика : оқулық / Қ.К.Емешева. - Астана : Фолиант, 2003. - 113 б.