Цели освоения дисциплины
Целью изучения гидравлики являются общие законы движения и равновесия жидкости и газов, формирования способности самостоятельно выполнять инженерные гидравлические расчеты и исследования при осуществлении проектной и производственной деятельности в области строительства.
Цели и задачи изучения гидравлики вытекают из требований к знаниям и умениям, которыми должны овладеть студенты направления подготовки 270800 «Строительство»
– уметь определять статические нагрузки при повышенных и пониженных давлениях при расчетах резервуаров, барокамер, газгольдеров, котлов, подводных элементов водозаборных и очистных сооружений;
– выполнять гидравлический расчет напорных и безнапорных трубопроводов в системах водоснабжения, канализации, теплогазоснабжения и вентиляции.
– овладеть навыками проектирования и расчета безнапорного движения воды в каналах, конструирования простых гидротехнических сооружений и устройств для сопряжения бьефов;
– приобрести основы для решения задач охраны среды обитания, гидравлических способов охраны естественной водной среды.
– выполнить гидравлические расчеты при проектировании гидротехнических сооружений для целей водоснабжения; подводящих каналов и водозаборных устройств;
– уметь проектировать сооружения для водоснабжения населенных пунктов из подземных источников, производить и расчет дебита скважин, лучевых водозаборов и артезианских колодцев.
– знать законы осаждения твердых частиц в жидкости иметь понятия о гидравлической крупности и скорости витания частиц;
В процессе освоения дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:
– владении культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);
– использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);
– способность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь их для решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);
– знание нормативной базы в области инженерных изысканий, принципов проектирования зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования, планировки и застройки населенных мест (ПК-9);
– способность проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектных расчетов, разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы, контролировать соответствие разрабатываемых проектов и технической документации зданию, стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-11).
Требования к результатам освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
– основные физические свойства жидкостей и газов;
– основные законы и уравнения статики жидкостей и газов;
– основные уравнения динамики и энергии реальной жидкости;
– основы теории гидравлических сопротивлений.
Уметь:
– определять статические нагрузки на элементы строительных конструкций от воздействия жидкостей, а также на стенки резервуаров, работающих под давлением;
– выполнять гидравлические расчеты напорных и безнапорных потоков;
– проектировать сооружения для целей обеспечения водой населенных пунктов и решения задач охраны среды обитания;
Владеть:
– навыками расчета взаимодействия строительных конструкций и технологического оборудования с водными и воздушными потоками;
– методикой измерений физических и механических характеристик потоков;
– основами современных методов проектирования и расчета систем инженерного оборудования зданий, сооружений, в которых рабочим телом является жидкость.
3. Общая трудоемкость и виды учебной работы дисциплины.
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 108 часов и предусматривает в том числе выполнение контрольной работы и отчет в форме экзамена(зачета).
4. Вопросы по курсу "Гидравлика".
1. Физические свойства жидкости.
2. Гидростатическое давление и его свойства. Основной закон гидростатики. Закон Паскаля. Поверхности уровня.
3. Избыточное и вакуумметрическое давление. Измерение давления.
4. Определение сил гидростатического давления на плоские поверхности. Центр давления.
5. Определение сил гидростатического давления на криволинейные поверхности. Закон Архимеда.
6. Установившееся и неустановившееся движение жидкости.
7. Поток жидкости и его гидравлические характеристики. Уравнение постоянства расхода.
8. Уравнение Д.Бернулли для потока реальной жидкости.
9. Построение графиков изменения полной и потенциальной энергии потока. Гидравлический и пьезометрический уклоны.
10. Гидравлические сопротивления, их физическая порода.
11. Основное уравнение равномерного движения.
12. Два режима движения жидкости. Определение потерь напора по длине при ламинарном режиме движения.
13. Определение потерь напора по длине при турбулентном движении. График Никурадзе. Зоны сопротивления.
14. Местные гидравлические сопротивления и их определение. Формула Борда.
15. Трубопроводы и их классификация. Задача гидравлического расчета трубопроводов.
16. Расчет коротких трубопроводов. Расчет всасывающей линии насоса, расчет сифона.
17. Гидравлический расчет простых длинных трубопроводов. Расчет разветвленного трубопровода.
18. Истечение жидкостей через отверстия и насадки. Определение расхода. Коэффициенты истечения и их физический смысл.
19. Равномерное движение жидкости в открытых руслах. Допустимые скорости течения в каналах.
20. Определение расхода и нормальной глубины течения в каналах.
21. Гидравлический расчет каналов замкнутого профиля.
22. Движение грунтовых вод. Основной закон фильтрации. Определение коэффициента фильтрации. Кривая депрессии.
23. Приток грунтовых вод к водосборным сооружениям. Определение дебита совершенной скважины, водосборной галереи.