Гідрогазодинаміка
Спеціальність: Теплоенергетика
Код дисципліни: 6.144.00.O.016
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Гідротехніка та водна інженерія
Лектор: Орел Вадим Ігорович
Семестр: 3 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: ІК 1. Здатність розв’язувати складні загальні, спеціалізовані задачі та практичні проблеми у сфері теплоенергетики або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів електричної інженерії і характеризується комплексністю та невизначеністю умов.
ЗК 3. Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями.
ЗК 9. Здатність приймати обґрунтовані рішення.
ФК 7. Здатність враховувати ширший міждисциплінарний інженерний контекст у професійній діяльності в сфері теплоенергетики.
Результати навчання: ПР 2. Знати і розуміти інженерні науки, що є в основі спеціальності «Теплоенергетика» відповідної спеціалізації, на рівні, необхідному для досягнення інших результатів освітньої програми, в тому числі певна обізнаність в останніх досягненнях науки і техніки у сфері теплоенергетики.
ПР 3. Розуміння міждисциплінарного контексту спеціальності «Теплоенергетика».
ПР 5. Обирати і застосовувати придатні типові аналітичні, розрахункові та експериментальні методи; правильно інтерпретувати результати таких досліджень.
ПР 11. Мати лабораторні / технічні навички, планувати і виконувати експериментальні дослідження в теплоенергетиці за допомогою сучасних методик і обладнання, оцінювати точність і надійність результатів, робити обґрунтовані висновки.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Вища математика, ч.3
Паливо
Помпи, вентилятори, компресори
Теплові двигуни промислових підприємств
Короткий зміст навчальної програми: Гідрогазодинаміка включає вивчення: основних фізичних властивостей рідин і газів; статики, кінематики та динаміки рідин і газів; подібності гiдромеханiчних процесів.
Опис: 1. Основні фізико-механічні властивості рідин та газів.
Предмет механіки рідких середовищ. Об'єкт вивчення, фізична будова рідин, гіпотеза суцільності. Питома маса та питома вага рідин. Температурне розширення рідин. Стисливість та пружність рідин.
2. Основні фізико-механічні властивості рідин та газів.
В’язкість рідин. Ньютонівські та неньютонiвськi рідини, основні реологічні рівняння.
3-4. Гідростатика. Напруження в нерухомій рідині. Гідростатичний тиск. Диференційні рівняння Ейлера. Основне рівняння гідростатики, розподіл тиску в газовому середовищі. Вимірювання тиску. Сили тиску на плоскі та криволінійні поверхні. Закон Архімеда, плавання тіл. Відносна рівновага рідин.
5-6. Кінематика рідин i газів. Методи опису руху рідин та газів. Лінії та трубки течії. Загальний характер руху i деформації рідких частинок, вихровий i безвихровий (потенціальний) рух. Прискорення рідкої частинки. Витрата потоку та середня швидкість. Рівняння нерозривності руху рідини. Гідравлічні характеристики живого перерізу потоку рідини. Витрата потоку та середня швидкість.
7. Гідродинаміка
Основні рівняння динаміки рідин i газів. Модель нев’язкої (ідеальної) рідини. Рівняння Ейлера та їх інтеграли для різних випадків руху. Рівняння Бернуллі. Рівняння руху в напругах. Рівняння Нав'є-Стокса.
8. Гідравлічні опори. Фізична природа та класифікація гідравлічних опорів. Формули для обчислення втрат напору на гідравлічних опорах. Основне рівняння стаціонарного рівномірного руху рідини. Режими руху рідини.
9. Втрати напору по довжині труб. Розподіл швидкостей в трубах. Залежність коефіцієнта гідравлічного тертя від критерію Рейнольдса. Ламінарні та турбулентні течії в трубах. Початкова ділянка течії.
10. Втрати напору на місцевих гідравлічних опорах труб. Основні типи місцевих гідравлічних опорів: раптові звуження та розширення потоку, дифузор та конфузор, діафрагма, поворот потоку. Залежність коефіцієнта місцевого гідравлічного опору від критерію Рейнольдса. Взаємний вплив місцевих гідравлічних опорів. Кавітація на місцевих гідравлічних опорах.
11. Опір при відносному русі рідини і твердого тіла. Зовнішня задача гідрогазодинаміки. Сили опору тертя та тиску. Падіння твердих частинок у рідини.
12. Розрахунок напірних трубопроводів. Основні задачі розрахунку трубопровідних систем. Класифікація трубопроводів. Розрахунок простих та складних трубопроводів. Розрахунок газопроводів при малих та великих перепадах тиску. Гідравлічний удар в трубах.
13-14. Витікання рідини крізь отвори та насадки. Витікання при сталому напорі. Витікання при змінному напорі. Взаємодія потоку з твердими тілами.
15. Подібність гiдромеханiчних процесів.
Критерії подібності. Метод розмірностей. Пі-теорема.
Методи та критерії оцінювання: Контроль результатів навчання студентів:
– захист звітів з лабораторних робіт;
– виступи на практичних заняттях;
– екзамен.
Критерії оцінювання результатів навчання: Разом - 100.
Поточний контроль - 30 (захист звітів з лабораторних робіт - 15; розв’язання задач на практичних заняттях - 15).
Екзаменаційний контроль - 70 (письмова компонента - 60; усна
компонента - 10).
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Науменко І.І. Технічна механіка рідини і газу. Підручник / І.І. Науменко. – Рівне: НУВГП, 2009. – 376 с.
2. Константінов Ю.М. Технічна механіка рідини і газу. Підручник / Ю.М. Константінов, О.О. Гіжа. – К.: Вища шк., 2002. – 277 с.
3. Жуковський С.С. Аеродинаміка вентиляції: Навчальний посібник / С.С. Жуковський, В.Й. Лабай. – Львів: Видавництво Національного університету «Львівська політехніка». – 2003. – 372 с.
4. Левицький Б.Ф. Гідравліка. Загальний курс / Б.Ф. Левицький, Н.П. Лещій. – Львів: Світ, 1994. – 264 с.
5. Луценко В.В. Технічна механіка рідини і газу. Навч. посібник / В.В. Луценко. – Рівне: НУВГП, 2008. – 128 с.
6. Науменко І.І. Інтерактивний комплекс навчально-методичного забезпечення дисципліни «Гідрогазодинаміка». Навчально-методичний комплекс / І.І. Науменко, О.І. Токар, Л.О. Токар. – Рівне: НУВГП, 2007. – 118 с. – Режим доступу: http://ep3.nuwm.edu.ua/1833/
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).