ПРОГРАММа УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Основы гидравлики и теплотехники

2014г.

Программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее - ФГОС) по специальности (специальностям) среднего профессионального образования (далее СПО) 110809 Механизация сельского хозяйства, утвержденного приказом Министерства образования и науки России от 05.10.2009 г.

Организация-разработчик: ГБПОУ Баймакский сельскохозяйственный колледж

Разработчики:

Кузнецова Ольга Петровна - преподаватель гидравлики и теплотехники

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

4

2. СТРУКТУРА и содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

5

3. условия реализации программы учебной дисциплины

12

4. Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины

13

1. паспорт ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Основы гидравлики и теплотехники

1.1. Область применения программы

Программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности (специальностям) СПО 110809 Механизация сельского хозяйства по укрупненной группе 110000 « Сельское и рыбное хозяйство»

1.2. Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: профессиональный цикл общепрофессиональные дисциплины

1.3. Цели и задачи дисциплины - требования к результатам освоения дисциплины:

В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:

• использовать гидравлические устройства и тепловые установки в производстве, решать примеры и задачи прикладного характера с использованием необходимого справочного материала.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:

• основные законы гидростатики, кинематики и динамики движущихся потоков;

• особенности движения жидкостей и газов по трубам (трубопроводам);

• основные положения теории подобия гидродинамических и теплообменных процессов;

• основные законы термодинамики;

• характеристики термодинамических процессов и тепломассообмена;

• принципы работы гидравлических машин и систем, их применение;

• виды и характеристики насосов и вентиляторов;

• принципы работы теплообменных аппаратов, их применение.

1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение программы дисциплины:

максимальной учебной нагрузки обучающегося 87 часов, в том числе:

обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 58 часов;

самостоятельной работы обучающегося 29 часов.

2. СТРУКТУРА И ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы

Объем часов

Максимальная учебная нагрузка (всего)

87

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

58

в том числе:

практические занятия

20

контрольные работы

1

Самостоятельная работа обучающегося (всего)

29

в том числе:

Работа с учебниками, написание рефератов

29

Итоговая аттестация в форме зачета 2

2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины Основы гидравлики и теплотехники

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся

Объем часов

Уровень освоения

1

2

3

4

Введение

2

Раздел 1.

Основы гидравлики

34

2

Тема1.1

Основные понятия и определения гидравлики

Общие сведения о гидравлике. Понятие «жидкость». Модели жидкой среды. Идеальная, ньютоновская и неньютоновская жидкости, их особенности.

1

Тема 1.2

Физические свойства жидкостей и газов.

Основные физические свойства жидкости. Плотность, удельный вес, вязкость, сжимаемость жидкостей. Физические свойства газов, их отличительные особенности. Единицы измерений физических свойств жидкостей и газов.

2

2

Самостоятельная работа: решить задачу

0,5

3

Тема 1.3

Силы, действующие в жидкостях.

Внешние (поверхностные и массовые) и внутренние силы, напряжения, действующие в жидкостях. Понятие о давлении жидкостей. Абсолютное и избыточное давление, вакуум. Пьезометрическая высота. Гидростатический напор, его физический и геометрический смысл. Обобщающиеся сосуды. Методы и приборы для измерения давления. Силы гидростатического давления жидкостей на стенки.

3

2

Самостоятельная работа: решить задачу

0,5

3

Тема 1.4

Общие законы и уравнения статики и динамики жидкостей и газов.

Состояние покой жидкостей. Свойства гидростатического давления. Уравнение равновесия жидкостей. Поверхности равных давлений. Закон Паскаля. Закон Архимеда.

Элементарный расход. Напорное и безнапорное движение. Истечение жидкостей из отверстий и насадок. Гидравлический удар в трубах. Уравнение Бернулли. Физический смысл и графическая интерпретация уравнения Бернулли.

2

2

Практическое занятие: Расчет силы гидростатического давления, расхода жидкости и скорости истечения

2

2

Тема 1.5

Турбулентность и ее основные статистические характеристики.

Понятие о турбулентности. Режим движения жидкостей. Закон распределения скоростей. Определение потерь напора при установившемся турбулентном режиме движения. График Никурадзе.

2

2

Практическое занятие: Гидравлический расчет трубопроводов.

2

2

Тема 1.6

Гидравлические машины.

Общие сведение о гидравлических машинах, классификация и назначение. Значение гидравлических машин в сельскохозяйственном производстве.

Насосы. Их классификация и область применения. Параметры, характеризующие работу насосов. Подача, напор, мощность к.п.д.

Динамические и центробежные насосы, их назначение, устройство, принцип действия, область применения. Рабочие характеристики центробежного насоса. Построение рабочих характеристик по экспериментальным данным. Типизация лопастных насосов по удельной частоте. Работа насоса на сеть. Регулирование подачи лопастных насосов. Каталоги центробежных насосов, их использование.

Осевые насосы, их устройство и принцип действия. Роторные насосы, особенности, их конструкции и принцип действия. Характеристики и способы регулирования подачи. Обратимость роторных насосов.

Гидравлические двигатели, их назначение и общая классификация. Объемные гидродвигатели. Гидродвигатели прямолинейного и поворотного движения. Гидроцилиндры, их конструктивные схемы и принцип работы. Гидропресс, гидроаккумулятор, их назначение и принцип работы. Поворотные двигатели, их конструктивные схемы и принцип работы. Роторные гидродвигатели (гидромоторы), область их применения.

Лопастные гидродвигатели (турбины), их классификации. Активные и реактивные турбины, их назначение и принцип действия. Вентиляторы, их устройство и назначение.

2

2

Практическое занятие: Расчёт и подбор насосной установки.

2

2

Самостоятельная работа:

Выполнить реферат на тему: «Насосы»

6

3

Тема 1.7

Гидро и пневмотранспорт.

Задачи гидро - и пневмотранспорта. Общие сведение о гидро - и пневмотранспорте.

Применение гидро - и пневмотранспорта для транспортирования навоза, кормов и других сельскохозяйственных продуктов. Классификация гидро- и пневмотранспортных установок. Основные физико - механические свойства гидросмеси.

1

Самостоятельная работа:

Подготовить сообщения

1. Применения гидро - и пневмотранспорта для транспортирования навоза

2. Применение гидро -и пневмотранспорта для транспортирования кормов

3. Применение гидро -и пневмотранспорта для транспортирования овощей

4

3

Тема 1.8

Основы сельскохозяйственного водоснабжения гидромелиорации.

Особенности сельскохозяйственного водоснабжения современных животноводческих, птицеводческих ферм и комплексов и о отгонном животноводстве. Системы водоснабжения из поверхностных и подземных источников.

Средства механизации подъема воды. Насосы общего назначения и водоподъемники.

Задачи гидромелиорации.

Механизированное орошение. Технологический процесс орошения, оросительные системы. Потребность в воде для орошения. Режимы орошения сельскохозяйственных культур в севообороте и хозяйстве. Способы полива сельскохозяйственных культур.

2

2

Практическое занятие: Расчет каналов при гидромелиорации.

2

2

Самостоятельная работа:

Выполнить на формате А1 схему оросительной системы

1

3

Раздел 2

. Основы теплотехники.

51

2

Тема 2.1

Основные понятия и определения технической термодинамики. Смеси газов и теплоемкость.

Понятие о технической термодинамике, ее задачи и основные определения. Рабочее тело. Величины (параметры), определяющие состояние рабочего тела. Уравнение состояния идеального газа. Понятие о реальных газах и парах как рабочих телах.

Понятие о газовой смеси. Закон Дальтона. Состав смеси в массовых и объемных долях, соотношение между ними. Состав смеси, заданный числом молей. Газовая постоянная смеси.

Теплоемкость газа и смеси газов.

2

2

Самостоятельная работа: решить задачу

1

3

Тема 2.2

Термодинамические процессы. Законы термодинамики.

Термодинамические процессы. Работа расширения газа и внутренняя энергия. Теплота. Первый закон термодинамики, его сущность и формулировка. Энтропия газов. P -v, T -s, h - s - диаграммы и графическое изображение в них термодинамических процессов.

Энтальпия газа. Изотермический, изобарный, изохорный, адиабатный и политропный процессы, их анализ.

Второй закон термодинамики, его сущность и формулировка. Круговые процессы и циклы. Прямой и обратный циклы. Термический КПД цикла и холодильный коэффициент. Прямой и обратный циклы Карно.

4

2

Самостоятельная работа: решить задачу

1

3

Тема 2.3

Идеальные циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Компрессоры и компрессорные установки.

Классификация поршневых ДВС. Понятие об идеальных циклах ДВС. Идеальный цикл с подводом теплоты при постоянном объеме. Цикл со смешанным подводом теплоты. Действительные циклы ДВС.

Компрессоры и компрессорные установки, их значение и классификация. Термодинамические основы работы поршневых компрессоров.

1

Самостоятельная работа:

Начертить диаграммы идеальных циклов ДВС и компрессорной установки, ответить на контрольные вопросы в учебнике.

2

Тема 2.4

Водяной пар и влажный воздух.

Основные понятия и определения водяного пара и влажного воздуха. Водяной пар как рабочее тело. Процесс образования пара p - V, T -s и h-s - диаграммы водяного пара. Основные термодинамические параметры воды и водяного пара. Таблицы водяного пара.

Влажный воздух как смесь сухого воздуха и водяного пара. Насыщенный, ненасыщенный и перенасыщенный влажный воздух. Основные параметры влажного воздуха. Абсолютная и относительная влажность, влагосодержание, удельный объем, энтальпия, Н-d диаграмма влажного воздуха.

4

3

Тема 2.5

Основные понятия и определения процесса теплообмена. Теплопроводность. Теплопередача и теплообменные аппараты.

Процесс теплообмена. Теплопроводность. Температурное поле. Температурный градиент. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности и его величина для различных технических материалов. Стационарная теплопроводность в плоской и цилиндрической стенках.

Конвективный теплообмен. Особенности теплоотдачи при кипении и конденсации жидкости.

Теплопередача через плоскую однослойную и многослойную стенки. Коэффициент и термическое сопротивление теплопередача. Методы интенсификации теплообмена. Теплопередача через цилиндрическую стенку. Тепловая изоляция.

Теплообменные аппараты, их классификация. Основные положения теплового расчета. Уравнения теплопередачи и тепловых балансов теплоносителей. Средний температурный напор. Сравнение прямоточных и противоточных схем движения теплоносителей.

2

2

Практическое занятие: Теплотехнический расчет теплообменных аппаратов.

2

2

Тема 2.6

Котельные установки топочные устройства.

Котельные установки, их типы и назначение. Основное и вспомогательное оборудование котельной установки. Тепловой баланс котельного агрегата. Полезно использованная теплота. Потери теплоты. КПД котельного агрегата. Часовой расход топливо. Испарительная способность топлива.

2

2

Тема 2.7

Водогрейные и паровые котлы, водонагреватели.

Водогрейные и паровые котлы, их классификация и отличительные особенности. Котлы - утилизаторы. Методы гидравлических испытаний котлов. Водонагреватели, их виды и назначение.

1

2

Практическое занятие: Анализ устройства и работы котла.

2

2

Самостоятельная работа: Выполнить реферат на тему: «Котлы»

5

3

Тема 2.8

Нагреватели воздуха.

Нагреватели воздуха, их назначение, классификация и устройство. Типы нагревателей воздуха, их характеристики. Тепловой баланс и КПД нагревателей воздуха.

1

2

Практическое занятие: Анализ устройства и работы теплогенератора.

2

2

Тема 2.9

Холодильные установки.

Применение холода в сельском хозяйстве. Способы охлаждения до температур более низких, чем температура окружающей среды, машинное охлаждение. Холодильные агенты. Парокомпрессионные, газокомпрессорные и абсорбционные холодильные машины.

Методика теплотехнического расчета парокомпрессионной холодильной машины.

2

Практическое занятие: Теплотехнический расчет и подбор холодильной машины.

2

2

Самостоятельная работа:

Составить таблицу - характеристику парокомпрессионных, газокомпрессионных и абсорбционных холодильных машин. Ответить на контрольные вопросы.

4

3

Тема 2.10

Отопление и горячее водоснабжение. Вентиляция.

Системы отопления, их назначение и классификация. Методика расчета тепловых потерь помещением. Водяное отопление. Нагревательные приборы систем отопления, их типы и характеристики. Методика расчета площади поверхности нагрева и подбора нагревательных приборов. Эксплуатация систем отопления.

Системы горячего водоснабжения, их назначение, классификация, принципиальные схемы и расход теплоты.

Системы вентиляции, их назначение и классификация. Вредные выделения, их предельно допустимые концентрации в воздухе различных помещений. Методика расчета воздухообмена. Оборудование и эксплуатация систем вентиляции.

2

2

Практическое занятие: Теплотехнический расчет и подбор отопительно-вентиляционного оборудования.

2

2

Тема 2.11

Теплоснабжение сооружений защищенного грунта.

Типы сооружений защищенного грунта, их конструкции и характеристики. Виды обогрева. Виды технического обогрева. Методика расчета отопления теплиц. Регулирование температуры и влажности воздуха, температуры почвы в теплицах. Эксплуатация систем отопления и вентиляции теплиц.

2

Самостоятельная работа: написать конспект, ответить на вопросы

2

3

Тема 2.12

Сушка и хранение сельскохозяйственной продукции.

Значение сушки. Естественная и искусственная сушка материалов. Способы сушки. Характеристика влажного материала и агентов сушки. Механизм и кинематика процесса сушки. Тепловые режимы сушки. Классификация сушильных установок. Материальный и тепловой баланс конвективной сушилки. Расход сушильного агента и теплоты на сушку.

• Классификация предприятий по хранению сельскохозяйственной продукции. Оптимальные параметры микроклимата в хранилищах. Способы создания оптимальных условий хранения.

2

2

• Практическое занятие: Определение режима искусственной сушки сена активным вентилированием.

2

2

• Самостоятельная работа: Составить схему «Классификация предприятий по хранению сельскохозяйственной продукции»

2

3

Зачёт

2

3

Всего:

87

Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:

1. - ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);

2. - репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством)

3. - продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач)

3. условия реализации программы дисциплины

3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению

Реализация программы дисциплины требует наличия учебного кабинета «Основы гидравлики и теплотехники»

Оборудование учебного кабинета: рабочие места обучающихся, классная доска, шкафы под наглядные пособия, экран демонстрационный и т.д.

Технические средства обучения: компьютер с лицензионно-программным обеспечением и принтер, мультимедийные презентации.

3.2. Информационное обеспечение обучения

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

Основные источники:

1. Брюханов О.Н. - Основы гидравлики и теплотехники -М.: Издательство центр «Академия», 2006.

2. Кузнецов А.В. - Основы теплотехники, топливо и смазочные материалы -М: Колос, 2001

Дополнительные источники:

1. Панин В.И. - Справочник по теплотехнике в сельском хозяйстве -

М: Россельхозиздат, 1979

2. Захаров А.А.- Применение теплоты в сельском хозяйстве

- М: Агропромиздат, 1986.

3. Процкий А.Е.- Основы гидравлики и теплотехники - Минск: Высшая школа», 1980

4.Контроль и оценка результатов освоения Дисциплины

Контроль и оценка результатов освоения дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий, тестирования, решения задач, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий, проектов, исследований.

Образовательное учреждение, реализующее подготовку по учебной дисциплине, обеспечивает организацию и проведение промежуточной аттестации и текущего контроля индивидуальных образовательных достижений - демонстрируемых обучающимися знаний, умений и навыков.

Обучение по учебной дисциплине завершается промежуточной аттестацией, которую проводит экзаменационная комиссия. В состав экзаменационной комиссии могут входить представители общественных организаций обучающихся.

Формы и методы промежуточной аттестации и текущего контроля по учебной дисциплине самостоятельно разрабатываются образовательным учреждением и доводятся до сведения обучающихся не позднее начала двух месяцев от начала обучения.

Для промежуточной аттестации и текущего контроля образовательными учреждениями создаются фонды оценочных средств (ФОС).

ФОС включают в себя педагогические контрольно-измерительные материалы, предназначенные для определения соответствия (или несоответствия) индивидуальных образовательных достижений основным показателям результатов подготовки (таблицы).

Результаты обучения

(освоенные умения, усвоенные знания)

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

Умения:

использовать гидравлические устройства и тепловые установки в производстве, решать примеры и задачи прикладного характера с использованием необходимого справочного материала

Решение задач.

Выполнение гидравлических и теплотехнических расчетов

Знания:

основные законы гидростатики, кинематики и динамики движущихся потоков;

Написание основных расчётных формул

особенности движения жидкостей и газов по трубам (трубопроводам);

Защита отчёта практической работы

основные положения теории подобия гидродинамических и теплообменных процессов;

Написание основных расчётных формул

основные законы термодинамики;

Написание основных расчётных формул

характеристики термодинамических процессов и тепломассообмена;

Написание основных расчётных формул

принципы работы гидравлических машин и систем, их применение;

Подготовка сообщений

виды и характеристики насосов и вентиляторов;

Защита отчёта практической работы

принципы работы теплообменных аппаратов, их применение

Защита отчёта практической работы

Оценка индивидуальных образовательных достижений по результатам текущего контроля производится в соответствии с универсальной шкалой (таблица).

5