Порядок защиты контрольной работы
Механика жидкости и газа
Методические рекомендации
к выполнению контрольной работы
для студентов заочной формы обучения
направления 08.03.01 «Строительство»
профиль подготовки «Производство строительных, материалов изделий и конструкций»
по дисциплине «Механика жидкости и газа»
Составитель: преподаватель Инькова Н.А.
1. Методические указания по выполнению контрольной работы.
Обязательным условием обучения студентов курса является выполнение контрольной работы по дисциплине механика жидкости и газов.
Контрольная работа выполняется студентами самостоятельно внеаудиторно. Каждая работа включает трех блока-задания: первый блока содержит теоретические вопросы, второй и третий задачи по темам из курса механика жидкости и газов. Цель индивидуального задания ознакомить студентов с нормативной и периодической литературой по механике за последние два года и с интернетом.
Порядок выполнения работы.
Блок-задание № 1
Задание является обобщающим по всем темам курса механика жидкости и газа.
1. Определите номера вопросов по последним двум цифрам зачетки.
2. Ответы на вопросы должны быть развернутыми. Содержать основные определения.
Блок-задание № 2
Задание является обобщающим по теме «Гидростатическое давление и его свойства».
1. Определите номер вашего варианта по последним двум цифрам зачетки.
2. Запишите данные задачи.
3. Подробно распишите решение: формулы и все данные – должны быть с описание.
Блок-задание № 3
Задание является обобщающим по теме «Основные уравнения гидростатики».
1. Определите номер вашего варианта по последним двум цифрам зачетки.
2. Запишите данные задачи.
3. Подробно распишите решение: формулы и все данные – должны быть с описание.
1. Порядок оформления работы:
Выполненная работа должна быть определенным образом оформлена. У нее должен быть титульный лист (приложение №1), план работы (приложение №2), основная часть и список использованной литературы (приложение №3). На титульной странице работы студент должен расписаться и поставить дату ее сдачи на рецензию.
Работа выполняется на компьютере, на стандартных листах А4, шрифтом Times New Roman 14, через 1,5 интервала. В виде исключения работу можно выполнить и в обычной школьной тетради от руки разборчивым подчерком. Текст, написанный от руки неразборчивым почерком, рецензироваться не будет.
Порядок защиты контрольной работы
Выполненная работа сдается на кафедру строительных материалов и специальных технологий своему преподавателю или лаборанту. Срок рецензирования работы преподавателем - 2 недели с момента сдачи на кафедру.
Проверив работу, преподаватель на титульном листе отмечает "допущена к собеседованию" или "не допущена к собеседованию", а в конце работы отмечает ее недостатки и дает вопросы к собеседованию.
Получив на руки проверенную и допущенную к собеседованию работу, студент начинает готовиться к собеседованию.
Защита контрольной работы проходит в форме собеседования студента с преподавателем по теме работы.
При подготовке к собеседованию нужно в первую очередь исправить имеющиеся ошибки, суметь объяснить порядок выполнения работы и показать умение работы с нормативной литературой, ответить на замечания преподавателя по ходу работы.
Если возникают какие-то вопросы - обратитесь на консультацию к своему преподавателю. Ваш преподаватель проконсультирует на кафедре СМиСТ по расписанию установленному кафедрой.
Вопросы, которые ставит преподаватель к собеседованию необходимо тщательно подготовить, прочитав соответствующую литературу. Помимо этого, студенту могут быть заданы вопросы по проверке знаний смежных тем курса.
По результатам собеседования по контрольной работе ставится «зачет» или «незачет».
Оценку «незачет» студент получает в том случае, если не владеет материалом, не может правильно ответить на поставленные вопросы и не в состоянии дать объяснения своим письменным ответам.
Оценку «зачет» имеют работы, в которых обдуманно и правильно даны ответы на все имеющиеся вопросы. Зачет по контрольной работе — это подведение итогов самостоятельной работы студента и получение права допуска к экзамену по курсу «Механика жидкости и газов».
Блоки-задания.
Блок-задание № 1
1. – Геометрическое представление о жидкостях как сплошной и текучей среде. Фундаментальные свойства жидкостей и газов – сплошность и текучесть.
– Уравнение Бернули для адиабатного течения идеального газа.
2. – Плотность жидкостей и газов и ее зависимость от температуры и давления (уравнение состояния) для идеальных газов и капельных жидкостей. Коэффициенты теплового расширения и сжимаемости. Связь коэффициента сжимаемости жидкостей со скоростью звука.
– Силовая интерпретация уравнения Бернулли.
3. – Вязкость жидкостей. Физическая природа сил вязкого трения. Вязкие напряжения. Закон вязкого трения Ньютона. Динамический и кинематический коэффициент вязкости и их зависимость от температуры.
– Уравнение Бернулли для вязкой несжимаемой жидкости. Потери энергии и потери давления.
4. – Свободная поверхность жидкости и ее особенности. Поверхносная энергия. Коэффициент поверхностного натяжения в жидкостях. Капиллярный скачок давления. Кривизна поверхности. Главные радиусы кривизны. Формула Лапласса.
– Определение потерь давления в трубах и на местных сопротивлениях. Формулы Дарси и Дарси – Вейсбаха.
5. – Смачивание жидкостью твердых поверхностей. Определение уровня жидкости в круглом капилляре.
– Закон сопротивления при ламинарном течении в трубах.
6. – Равновесная форма объема жидкости со свободной поверхностью. Капиллярный распад жидких струй.
– Законы сопротивления в шероховатых трубах.
7. – Ламинарный и турбулентный режимы течения жидкости. Число Рейнольдса и его критические значения.
– Потери давления при внезапном расширении и сужении потока. Формула Борда.
8. – Основные принципы описания потоков жидкостей и газов. Поля давления, температуры и плотности. Физический смысл их градиентов.
– Потери давления на местных сопротивлениях (задвижка, клапан, кран). Поворотные устройства.
9. – Поле скоростей. Линии и трубки тока. Объемный и массовый расходы жидкости. Связь между расходом и средней скоростью течения жидкости.
– Дроссельные расходомеры.
10. – Классификация сил, действующих в жидкости. Силы массовые (объемные) и поверхностные. Напряжения массовых и поверхностных сил.
– Трубка Вентури для измерения расхода жидкости.
11. – Силы давления и их физическая природа. Напряжение сил давления (давление).
– Трубка Пито для измерения скорости жидкости.
12. – Равновесие жидкости в отсутствии массовых сил. Закон паскаля.
– Диффузоры и конфузоры.
13. – Гидравлический пресс.
–Истечение несжимаемой жидкости через отверстие в баке. Формула Точирелли. Коэффициенты скорости и расхода. Насадки.
14. – Равновесие жидкости в присутствии массовых сил. Основное дифференциальное уравнение гидростатики.
– Основные задачи расчета трубопроводных систем. Методика расчета потерь давления в простом трубопроводе.
15. – Условия возможности равновесия неизотермической жидкости в поле силы тяжести. Естественная (свободная) конвекция.
– Расчет потерь давления при последовательном соединении простых трубопроводов.
16. – Распределение давления в тяжелой несжимаемой жидкости. Поверхности уровня. Форма свободной поверхности.
– Расчет потерь давления при параллельном соединении простых трубопроводов.
17. – Сообщающиеся сосуды. Жидкостные манометры и микроманометры.
– Расчет потерь давления в разветвленном трубопроводе.
18. – Определение уровней жидкостей в сообщающихся сосудах, заполненных жидкостями с разной плотностью.
– Кавитация.
19. – Распределение давления в тяжелом сжимаемом газе. Барометрическая формула.
– Распространение малых возмущений (звука) в жидкостях и газах. Скорость звука. Число Маха.
20. – Распределение давления и форма поверхности жидкости в сосудах, движущихся равноускорено.
– Одномерные адиабатные течения идеального газа. Основные уравнения.
21. – Распределение давления и форма поверхности жидкости во вращающемся сосуде.
–Связь между параметрами газа в потоке с параметрами заторможенного газа.
22. – Определение сил давления, действующих на криволинейную поверхность и на тела, погруженные в тяжелую несжимаемую жидкость. Закон Архимеда.
– Истечение газа через отверстие в баке. Формула Сен – Венна – Вентцеля.
23. – Определение вертикальных и горизонтальных составляющих сил, действующих на тела, погруженные в тяжелую несжимаемую жидкость.
–Критические значения параметров газа и их связь с параметрами заторможенного газа.
24. – Плавание тел и его устойчивость. Особенности плавания тел, не полностью погруженных в жидкость.
– Явление запирания потока при истечении газа через отверстие в баке. Критический расход газа.
25. – Одномерные течения жидкостей и газов (гидравлическое приближение).
– Движение газа в трубе переменного сечения. Уравнение Гюгонио.
26. – Законы сохранения в гидрогазодинамике. Закон сохранения массы и управление неразрывности (сплошности) в гидравлическом приближении.
– Изменение скорости газа при движении в диффузиях и конфузорах.
27. – Закон сохранения момента импульса и его применение к движению жидкостей в турбинах. Турбинное уравнение.
– Условия перехода значений скорости газа через скорость звука.
28. – Закон сохранения импульса и уравнение движения в гидравлическом приближении.
– Сопло Лаваля и режимы его работы.
29. – Закон сохранения энергии в гидравлическом приближении. Уравнение Бернули.
– Основные уравнения для ударной волны.
30. – Уравнение Бернули для несжимаемой жидкости.
– Скорость распространения ударнойволны.
Блок-задание № 2
В канале, подводящем воду к очистным сооружениям, установлен пневматический уровнемер с самопишущим прибором. Нижний конец трубки 1 погружен в воду на глубину Н2 ниже самого уровня воды в канале. В верхний конец трубки 1 по трубке 2 попадает небольшой объем воздуха под давлением, достаточным для выхода воздуха в воду через нижний конец трубки 1. Определить глубину воды в канале Н, если давление воздуха в трубке 1 по показаниям самопишущего прибора равно h’ и h”. Расстояние от дна канала до нижнего конца трубки Н1.
| № варианта Параметры | h’, мм рт.ст. | h”, мм рт.ст. | Н1, м |
| 0,1 | |||
| 0,2 | |||
| 0,3 | |||
| 0,4 | |||
| 0,5 | |||
| 0,1 | |||
| 0,2 | |||
| 0,3 | |||
| 0,4 | |||
| 0,5 | |||
| 0,1 | |||
| 0,2 | |||
| 0,3 | |||
| 0,4 | |||
| 0,5 | |||
| 0,1 | |||
| 0,2 | |||
| 0,3 | |||
| 0,4 | |||
| 0,5 | |||
| 0,1 | |||
| 0,2 | |||
| 0,3 | |||
| 0,4 | |||
| 0,5 | |||
| 0,1 | |||
| 0,2 | |||
| 0,3 | |||
| 0,4 | |||
| 0,5 |
Блок-задание № 3
В закрытый резервуар налиты две жидкости; одна на высоту h1 и другая на высоту h2. Давление над свободной поверхностью Р0 = 2 кгс/см2. Определить полное давление (абсолютное).
| № варианта Параметры | h1, м | h2, м |
| 0,10 | 2,1 | |
| 0,11 | 2,2 | |
| 0,12 | 2,3 | |
| 0,13 | 2,4 | |
| 0,14 | 2,5 | |
| 0,15 | 2,6 | |
| 0,16 | 2,7 | |
| 0,17 | 2,8 | |
| 0,18 | 2,9 | |
| 0,19 | 3,0 | |
| 0,20 | 3,1 | |
| 0,21 | 3,2 | |
| 0,22 | 3,3 | |
| 0,23 | 3,4 | |
| 0,24 | 3,5 | |
| 0,25 | 3,6 | |
| 0,26 | 3,7 | |
| 0,27 | 3,8 | |
| 0,28 | 3,9 | |
| 0,29 | 4,0 | |
| 0,30 | 2,1 | |
| 0,31 | 2,2 | |
| 0,32 | 2,3 | |
| 0,33 | 2,4 | |
| 0,34 | 2,5 | |
| 0,35 | 2,6 | |
| 0,36 | 2,7 | |
| 0,37 | 2,8 | |
| 0,38 | 2,9 | |
| 0,39 | 3,0 |