Пән бағдараламасының
жүктеу/скачать 4,36 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ПӘН БАҒДАРЛАМАСЫ (SYLLABUS)
- 1. Оқу пәнінің төлқұжаты 2 Пәннің атауы
- 4. Оқытушылар туралы мәліметтер және байланыс мәліметтері
- 5. Пән және мақсаты мен міндеттері Пән
- Пәнді оқыту мақсаты
- Пәнді зерделеудің мәселелері
- 6. Студенттердің біліміне, дағдыларына, істей білу қабілеттіліктеріне қойылатын талаптар
- БАРЛЫҒЫ : 15 30 90 3 2 8. Дәріс сабақтарының мазмұны
- Тақырыптың қысқаша мазмұны
- Ұсынылатын әдебиеттер
| Пән бағдараламасының Нысан титул парағы (SYLLABUS) ПМУ ҰС Н 7.18.4/19 Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті «Металлургия, машина жасау және көлік» факультеті «Механика және мұнайгаз ісі» кафедрасы 5В070800 «Мұнайгаз ісі» мамандығының студенттері үшін OG 2212 «Жалпы гидравлика»
Павлодар, 2013 ж. Пән бағдарламасын бекіту парағы (Syllabus) Нысан ПМУ ҰС Н 7.18.4/19 БЕКІТЕМІН ММжКФ деканы _________Т. Т. Токтаганов «___»_____________20__ж. Құрастырушы: аға оқытушысы ____________ Ибрагимова Г.Е.. 5 В
070800
«Мұнайгаз ісі» мамандығының күндізгі оқу түріндегі студенттеріне арналған OG 2212 «Жалпы гидравлика» ПӘН БАҒДАРЛАМАСЫ (SYLLABUS) Бағдарлама «21» қазан 2013ж. Хаттама № 3 бекітілген жұмыс бағдарламасының негізінде жасалды. Кафедра отырысында ұсынылды «20» қараша 2013ж. Хаттама № 4. Кафедра меңгерушісі __________ Мустафин А. Х. «20» қараша 2013ж. Металлургия, машина жасау және көлік факультетінің оқу-әдістемелік кеңесімен мақұлданды «26» қараша 2013ж. Хаттама № 3 ОӘК төрағасы ______________Н.С.Сембаев «26» қараша 2013ж. 1. Оқу пәнінің төлқұжаты 2
Пәннің атауы: «Жалпы гидравлика» Міндетті компонентінің пәні Кредиттер саны және оқыту мерзімі Барлығы – 3 кредит Курс: 2 Семестр: 4 Барлық аудиториялық сабақтар – 45 часов Дәрістер – 15 сағат. Практикалық сабақтар – 30 сағат. СӨЖ – 90 сағат. Оның ішінде СОӨЖ – 32 сағат. Жалпы еңбек сыйымдылығы – 135 сағат. Бақылау түрі Емтихан – 4 семестр. 2. Пререквизиттер. «Жалпы гидравлика» пәнін меңгеру үшін төмендегі жалпы инженерлік пәндерден алған білімдері мен дағдыларын қолану қажет: Бірінғай ортаның механикасы, Жерасты гидромеханика, Термодинамика және теплотехника т.б. 3. Постреквизиттер. Осы пән бойынша алған білімдері мен дағдылары келесі пәндерді оқып үйренуге қажет: «Сораптық және компрессорлық станцияларды жобалау және пайдалану», «Мұнайгазтасымалдағыштардың, Магистральдық мұнайтасымалдауды жобалау және пайдалану, Мұнайгазқоймалардың құрылысы мен пайдалануы», «Мұнай және газды тасымалдау және сақтау». 4. Оқытушылар туралы мәліметтер және байланыс мәліметтері Ибрагимова Гульнар Ермековна – аға оқытушы, байланыс телефоны сот. 87776518603, e-mail: gulnar
070779
@mail.ru Кафедра «Механика және мұнайгаз ісі» С. Торайғыров атындағы ПМУ Б1-215 орналасқан. 673633 (+203). 5. Пән және мақсаты мен міндеттері Пән «Жалпы гидравлика» пәні 5В070800 – Мұнайгаз ісі мамангдығы бойынша негізгі пән болып табылады техника және технология бакалаврінің жалпы техникалы дайындығының негізін көрсетеді. Және екінші курстің екінше семестрінде оқылады. Пәнді оқыту мақсаты Пәннің мақсаты – студенттерді гидравлика, гидростатика, газды динамика мен жер асты гидравликасының негізгі түсыныктермен, заңдарымен, теңдеулерімен таныстыру және гидрвликалық есептеулер өткізудің практикалық дағдысына үйрету. Мұнай-газ ісі мұнай және қабаттарындағы сүйық пен газдың сүзілу, сұйық пен газды құбыр арқылы тасымалдау, мұнай мен газды сақтау, мұнай мен газ ұңғымаларын 3
бұрғылау, мұнай-газ кенорындарын игеру, мұнай және газды дайындау прцестерімен байланысты. Қарастырылатын процестердің бәрінде зерттеу нысаны – сұйық пен газ.
негізгі түсініктері мен заңдарын меңгеру; ұңғымаларды бұрғылауды, мұнай және газ кенорындарын игеруді, мұнай және газ тасымалдауды жобалауға қажет гидравликалық есептер жүргізуге практикалық дағдыны қалыптастыру Осы пәнді меңгеру нәтижесінде студенттерде:
– гидростатиканың, гидродинамиканың негізгі түсініктері мен заңдарын меңгеру; – ұңғымаларды бұрғылауды, мұнай және газ кенорындарын игеруді; білу: – гидростатиканың, гидродинамиканың негізгі түсініктері мен заңдарын меңгеру; – ұңғымаларды бұрғылауды, мұнай және газ кенорындарын игеруді; түсініктемелерді пайдалану: – есеп және эксперимент тұрымен жоғалту коэффициентын және гидрожоғалтуларды анықтау; – сұйықтың шығының және ағынның жылдамдығын анықтау; икемді болу: - сүйыктык пен газдың арындарын өлшеуге арналған бақьшау-өлшегіш аппаратураларды пайдалану; - осы курста алған білімдерін келесі мамандық бойынша пәндерді оқыған кезінде пайдалануға;
– жергілікті кедергілерден пайда болатын тегеурін шығындарын есептеу; – құбырдағы пайда болатын арын мінездемелерін құрастыруға.
Пәнді оқу нәтижесінде студенттер: - гидравликаның негізгі заңдарын; -гидро- және пневможабдықтардың негізгі түрлерін, - гидропневможетектерді; - пневматикалық және гидравликалық жүйе есептерінің жобалау негіздерін білу қажет; Студенттер: – берілген техникалық талаптар мен орындауші механизмдерді дәлелдеуге энергия көзін талғауды; – берілген циклдер мен гидравликалық, пневматикалық сүлбелерді жасауды;
– тұтас жүйемен гидролтүзгілердің статистикалық және динамикалық сипаттамалардың зерттеуді; – гидравликалық және пневматикалық сүлбелерді еркін оқуды білуі керек. 4
7. Пәннің тақырыптық жоспары «Жалпы гидравлика» пәнін оқытудың тақырыптық жоспары. 5В070800 «Мұнайгаз ісі» мамандығының студенттеріне арналған. Сабақтың түрі бойынша академиялық сағаттарды бөлу № р/ с Тақырыптар атауы Сабақ
бойынша қарым- қатынастық сағаттар саны СӨЖМ
дәріс- тер
Практика лық сабақ Бар лығ
ы СӨ Ж 1. Кіріспе. Тұтас ортаның негізгі сипаттамалары 1 4
2 Гидростатика негіздері 2 4
4 Сұйық кинематикасы мен динамикасының жалпы түсыныктері 2 4 10 4 Тұтас орта механикасының негізгі теоремаларын қолдану 2 2 10 4 Құбырдағы сұйықтың ағысы 2 4
4 Жергілікті кедергілі құбырлардағы гидравликалық есептеулер 2 4 10 4 Сұйықтың тесік пен сапалар арқылы ағуы 1 3 10 4 Сұйықтың қалыптаспаған үші Бернулли интегралы 1 2
4 Арынды құбырларды гидравликалық есептеу 2 3
2 БАРЛЫҒЫ : 15 30 90 3 2 8. Дәріс сабақтарының мазмұны 1-тақырып. Кіріспе. Тұтас ортаның негізгі сипаттамалары Жоспар: 1. Гидравлика пәні курсының мақсаттары мен міндеттері. Сұйықтық тұралы түсініктің анықтамасы. 2. Абсолютті, артық (манометрлық), атмосфералық (барометрлық) қысым, сирелген қысым. 3. Тығыздық. Сұйықтықтардың сығылуы және температуралық кеңею. 4. Сұйықтықтардың динамикалық және кинематикалық тұтқырлығы. Ньютонның тұтқырлы үйкеліс заңы мен сұйықтықтардың тұтқырлығы. Аномальды сұйықтықтар. 5. Тұтас ортаның моделі. Тақырыптың қысқаша мазмұны Гидравлика бұл сұйықтықтардың тепе-теңдігі мен қозғалыс заңдары туралы және бұл заңдары практикалық есептерді шешу кезеңінде пайдалану тәсілдері жөніндегі ғылым.
Сұйықтықта шағырланған емес, таралған күштер әрекет етеді. Барлық күштерді ауқымды (жалпы таралған – инерция, ауырлық күштері) және үстіңгі (үстіңде таралған – үйкелу, қысым күштері) деп бөледі. Соңғысын егжей-тегжейлі қарастырайық. R күші S ауданына бұрыштай әрекекет етеді делік. оны тангенсалді Т және қалыпты F құрымды бөліктерге бөлуге болады. Қалыпты күш F сұйықтықта қысылу күшін тудырады. Мұны гидромеханикалық қысым немесе жай деп атайды ρ=F/S
5 Идеалды сұйықтық – табиғи сұйықтықтың моделі, табиғатта болмайтын сұйықтық. Қозғалыс заңын зерттеуді оңайлату үшін гидравликаға сондай идеал сұйықтық деген ұғым еңгізілген. Реалды сұйықтық - табиғи сұйықтықтың моделі, қозғалған кезінде ішкі үйкеліс күштер пайда болады Қысымның түрлері Бөліп айтқанда: Абсолюттік қысым p (әрі қарай тек қысым деп айтады) Барометрлік қысым, немесе атмосфералық қысым p б = p а , барометрмен өлшейді, Артық қысым pи, манометрмен өлшейді, p и = p – p а . Сирелген р р не болмаса сиретілген қысым (вакуумметрмен өлшейді) p р = p а – p. Жалпы жағдайда Алаңға әсер етуші қысым күшінің қатынасы нольге дейын азайса, былайша айтқанда оны нүктеге тартқанда, гидромеханикалық қысым берілген нүктеде соған ұмтылған шектікке тең Сұйықтықтың жанама кернеуі, немесе үйкеліс кернеуі, егер үйкеліс күшінің белгілі алаңның жанама қабаттарына қатынасы нольге дейін азая түссе, шектік қысымдарына ұмтылғаны тәрізді болып бейнеленеді Па Сұйықтықтың меншікті салмағы γ (Н/м 3 ) деп осы сұйықтықтың бірлік көлемінің салмағын атайды : мұнда G - сұйық дененің салмағы, Н; V - көлемі, . Тығыздық пен өзіндік салмақтың арасында мынадай байланыс бар: мұнда g – еркін құлаудың үдеуі 9,81 м/с 2 тең сұйықтықтың серпінділік модулінің мағынасы қысым мен температураға қатысты.
( ⁰С)⁻ Тамшылық сұйықтықта созылу кернеуі болуы мүмкін емес. Сұйықтық пен газдың бетінде беттік тартылыс күштері әрекет жасайды, ал оларды шақыратын қосымша қысым мына формуламен анықталады р= мұнда σ – сұйықтықтың беттік тартылыс коэффициенті; 6
r – сфераның радиусы Түтқырлық сұйықтықтың қабырғаны бойлай аққан кезіндегі жылдамдықтарының профилі Сутрет 1
τ- қозғалыс деформациясы кезінде сұйықтықта пайда болатын жанама кернеу, μ – сұйықтықтың динамикалық тұтқырлық коэффициенті. СИ бірлігі жүйесінде: Па с, СГС жүйесінде – 1П=1дин с/см 2 . Сұйықтықтың динамикалық тұтқырлық коэффициентінен басқа, сұйықтықтың кинематикалық тұтқырлық коэффициенті де кеңінен пайдаланылады. Ол динамикалық тұтқырлық коэффициентінің тығыздыққа қатынасы болып табылады: СИ бірлігі жүйесінде кинематикалық тұтқырлық коэффициенті м2 /с
бойынша өлшенеді, ал СГС бірлігі жүйесінде кинематикалық тұтқырлық коэффициенті өлшемі болып - стокс (Ст) өлшем бірлігі табылады. 1Ст=1м
2 /с=10
-4 м 2 /с Ньютон гипотезасынан шаққанда үйкеліс кернеуі тек қана жылжып келе жатқан сұйықтықтарда ғана мүмкін, және, айтылған болжам тек тамшылы сұйықтықтарға ғана тән. Сұйықтықтарда Ньютон гипотезасы бойынша тұтқырлық үйкелісін пайдалану мүмкін болмаса, ондай сұйықтықтарды ньютондық емес (аномальді) деп атау әдетке кірген.
0 Тұтас орта моделі Сұйықтық деген шексіз бөліне беруге қабілетті, үзіліссіз орта ретінде қаралады. Ол кез келген кеңістікті толтыра білетін барынша кішкентай бөлшектерден тұрады. Бұл орта инерциялық қасиеттерге толық ие және әртүрлі физикалық қасиеттерге де толық ие және әртүрлі физикалық қасиеттермен шектелген. Осыған орай, осындай модельмен сұйықтықтың барлық параметрлері нүктеден нүктеге дейін толассыз өзгеріп отырады, ендеше математикалық сараптама тәсілдерін қолдануға мүмкіндік береді. Демек Сұйықтық пен газ механикасының арқауы болып, шексіз деформацияланар – ағымдылық – қасиетті тұтас ортаның моделі болып табылады. Ұсынылатын әдебиеттер: [5] бет. 75 – 92 2-тақырып. Тұтас ортаның негізгі сипаттамалары.. Жоспар: 1. Гидростатикалық қысым және оның қасиеттері. 7
2. Гидростатиканың негізгі теңдеуі. 3. Паскаль заңы. 4. Гидростатикалық парадокс. 5. Тең қысымның беті. 6. Гравитациялық емес массалық күштердің баршылындағы сұйықтықтардың тепе- теңдігі. 7. Тегіс және қисық қабырғаларға түсер сұйықтықтың қысым күштері. 8. Қысым орталығы. 9. Архимед заңы.
Гидростатикалық қысымның негізгі қасиетін қарастырайық: сұйықтықтың гидростатикалық қысымы өзі әсер етіп отырған алаңның кез келген нүктесінде ол алаңның қалай орналасқанына тәуелді емес, б.а., оның координат осьтеріне қандай бұрышпен еңкейіп тұрғанына байланысты емес. Бұл қасиетті дәлелдеу үшін, қозғалыссыз тұрған сұйықтықтан тетраэдр түрінде элементарлы көлемді бөліп аламыз, және қабырғаларын координат осьтеріне параллель деп, сонымен орай dx, dy, dz өлшемдеріне теңдейміз. Бөлінген көлемнің ішінде сұйықтыққа X, Y және Z құрайтын бірлік массалық күш әсер етеді деп есептейміз. Гидростатикалық қысымның бірінші қасиеттін дәлелдеу Тетраэдрдің сыртқы бет қабатынан сұйықтықтың массасын алып тастаймыз да, алып тастаған сұйықтықтың массасының бөлінген көлемге еткен әсерін тыныштық қалыптағы сұйықтықтың тепе-теңдігін қамтамасыз ететін күштермен алмастырамыз. Сонда тепе-теңдікті қамтамасыз ету үшін сұйықтық көлеміне нормальді Ox, Oy, Oz сәйкес p x p
p z гидростатикалық қысым күштері әсер етулері тиіс. p n – көлбеу қырға әсер етуші гидростатикалық қысым, ал ол қырдың ауданын dS арқылы белгілейміз. Барлық күштердің нормаль бойынша сұйықтық көлемінің ішіндегі сәйкес аудандарға бағытталғанын ескере отырып, бірінші Ох осі бағытындағы берілген көлемдегі сұйықтықтың тепе-теңдік теңдеуін құрастырамыз. Қысым күштерінің Ох осіне проекциясы: 0 6 1 ) , cos( 2 1 x n x dxdydzj x n dS p dydz p Мұнда:- x dxdydzj 6 1 - Ох ось бойымен тетраэдрге әсер етуші масса күші yOz жазықтығындағы dS көлбеу қырының ауданының проекциясын оған тең келетін ауданы теңдеуіне бөлсек аламыз: б.а. )
cos( 2 1 x n dS dydz
0 3 dx Х p p n x Тетраэдрдің өлшемі нольге ұмтылған сайын құрамында dx көбейтіндісі бар, сонда теңдеудің ең соңғы мүшесі де нольге ұмтылады, ал қысымдар p x және p n соңғы шама болып қалады. Ендеше, түбінде алатынымыз p x
n = 0 немесе p x = p
n Гидростатикалық
қысымның екінші
қасиеті . Қысым барлық уақытта берілген бетке ішкі нормальмен бағытталады. Бүл қасиет қысымның өз табиғатынан туылады да, дәлелді керек қылмайды. 8
Сұйық денеден оның бір бөлек көлемін бөліп аламыз да, сұйықтықтың қалған бөлегінің тепе-теңдігін сақтау үшін, пайда болған кесіндіге таратылған күштер жүйесін тақап қоямыз. Өзінің шамасы мен бағыт әсеріне қарай бұл күштер сұйық дененің кесілген жағынан, сұйықтықтың қалған көлеміне эквиваленттік әсер етуін қамтамасыз етеді. Сутрет 2
Тыныштық қалыптағы сұйықтықтарда жанама кернеулері болмайтындықтан, кесіндіге тірелген күштер алаң кесіндісіне тек қана ішкі нормаль бойынша бағыттала алады. Гидростатиканың негізгі
теңдеуі «Абсолюттік тыныштықтағы» сұйықтықтың тепе-теңдік жайын қарастыралық, б.а. сұйықтыққа бір ғана массалық күш – ауырлық күші әсер еткен кезін, онда сұйықтықтың қарастырылып отырған көлемінің кез келген нүктесіндегі гидростатикалық қысымды табуға мүмкіндік беретін теңдеуді аламыз. Сұйықтықтың бос бетіне әсер етер қысым атмосфералық қысымға р 0 . тең. h тереңдігіне орналасқан, ойша таңдалған А нүктесіндегі қысымды р анықталық. А нүктесінің жанынан dS ауданды горизонтальды ауданды бөлейік. Берілген ауданда вертикальды дене тұрғызайық, асты сол ауданның өзімен шектелсін, ал жоғарысы оның проекциясымен. Алынған сұйық дененің тепе-теңдігін қарастырайық. Берілген көлемнің негізіне түсетін қысымның сұйық денеге қатынасы сыртқы болып есептеледі де тік жоғарыға бағытталады. Тепе-теңдік теңдеуін дененің вертикаль осіне проекциясын былай жазамыз: pdS – p 0
Теңдеудің соңғы мүше көрсетілген көлемдегі сұйықтықтың салмағын белгілейді. Цилиндрдің бүйір қабырғасындағы қысым күштері теңдеуге кірмейді, өйткені олар вертикальға нормальды. Жазылғанды dSқа қысқартып, мүшелерді қайта топтасақ, табарымыз мынадай болмақ Алынған теңдеуді гидростатиканың негізгі теңдеуі деп атайды, онымен тыныштық қалыптағы сұйықтықтың кез келген нүктесінде p 0 шамасы сұйықтықтың көлеміндегі кез келген нүкте үшін бірдей, өлшеуге болады. Сондықтан, гидростатикалық қасиетін ескере отырып, мынадай қорытынды жасаймыз: Сұйықтықтың сыртқы бетіне түсірілген қысым осы сұйықтықтың барлық нүктелеріне бірдей беріледі, және, барлық бағытта бірдей. Бұл жай Паскаль заңы деген атаумен белгілі. Гидростатикалық арыны • Координата – Z геометриялық биіктік немесе арыны деп аталады СИ жүйесіндегі өлшем бірлігі – метр. • - пьезометрлық биіктік немесе арыны деп аталады СИ жүйесіндегі өлшем бірлігі – метр. 9
• қосындысы гидростатикалық арын деп аталады. • Арын – меншікті энергия – берілген сұйықтықтың көлемі үшін тұрақты шама. • Гравитациялық емес массалық күштер қатысқан кездегі сұйықтықтың тепе-теңдігі Гидростатиканың негізгі теңдеуі тек ауырлық күшінің әсер етуіне байланысты мысал келтірумен дәлелденген. Ал осы жай ауыспалы қозғалыстың үдеуін өз басынан келтірген сұйықтық үшін де тән. Осы уақытқа дейін біз сұйықтықтың тепе-теңдігін тек гравитациялық массалық күштер — ауырлық күштері — барда ғана қарастырып келдік . Іс жүзінде сұйықтықтың тепе-теңдігі гравитациялық емес массалық күштер — инерция күштері бар кезінде де орын алады. Инерциялық тасымал қозғалыс күштерінің әсерінің арқасында сұйықтықтың еркін бетінің қалпы да, бәрі де өзгереді. Үдеудің кез келген комбинациясы сұйықтықтың тепе-теңдігін екі мүмкін түріне әкеледі
• Ыдыстың тура бағытта біркелкі үдегей қозғалысындағы сұйықтықтың тепе- теңдігі. • Біркелкі айналып тұрған ыдыстағы сұйықтықтың тепе-теңдігі. • МЫСАЛ
• Гравитациялық емес массалық күштер қатысып тұрғандағы сұйықтықтың тепе- теңдігін қарайық. Тұрақты үдеумен жүріп келе жатқан автомобильге бак орнатылған дейк. Сұйықтыққа әсер ететін массалық күш – ауырлық күшінің жиыны мен инерциалдық тасымалдық қозғалыс күштеріне тең. Нәтиже шығаратын массалық күш масса бірлігіне (массалық күштердің тығыздығы) шаққанда мынадай формуламен анықталады: Бос беттегі сұйықтықтың қысымын p 0 , ал h тереңдігіндегі қысымды p арқылы белгілейміз. h тереңдігінде орын алған dS аудандағы сұйықтықтың бөлшектері ыдыстың қабырғаларына шаққанда тепе-теңдік қалпында болады, егерде келесі теңдеу орындалған жағдайда pdS = p 0
Одан әрі қарастырсақ p= p
0 dS – Fρh
Бұл теңдеу салыстырмалы тыныштықтағы түзусызықты тең удеулі қозғалыс үшін, гидростатиканың негізгі теңдеуі болып табылады. Егер, тең удеулі қозғалыстың үдеуі еркін құлаудың үдеуымен шамасы және бағытымен сәйкес келсе (a = g), онда, б.а. , сұйықтық салмақсыз болады. Екі күштің теңестірушісі: Ауырлық күші мен орталықта жүгіру күштері сұйықтықтың еркін бетінің әр нүктесіне нормаль бойынша бағытталғандықтан, оларды теңестіруші күш те, жоғарыда көрсетілгендей, екі құрастырушыдан тұрады: ауырлық күшіне сай вертикальды бағытта төмен бағытталған күштен және горизонтальды жазықтыққа бағытталған орталық жүгірісті күштен. j = a + g Қорытынды • Бос беттің тереңдігінде h сұйықтықтың кез келген нүктесін таңдаймыз (дәлдеп айтқанда нүкте ыдыстың түбінде болады), онда нүктедегі қысым мынаған тең: • 10 жүктеу/скачать 4,36 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|