Закреплена за кафедрой | Кафедра общей и экспериментальной физики |
---|---|
Направление подготовки | 20.03.01. Техносферная безопасность |
Профиль | Безопасность жизнедеятельности в техносфере |
Форма обучения | Очная |
Общая трудоемкость | 6 ЗЕТ |
Учебный план | 20_03_01-ТБ-1-2019 |
|
|
Распределение часов по семестрам
Курс (семестр) | 2 (3) | Итого | ||
---|---|---|---|---|
Недель | 17 | |||
Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
Лекции | 32 | 32 | 32 | 32 |
Лабораторные | 30 | 30 | 30 | 30 |
Практические | 16 | 16 | 16 | 16 |
Сам. работа | 111 | 111 | 111 | 111 |
Часы на контроль | 27 | 27 | 27 | 27 |
Итого | 216 | 216 | 216 | 216 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2019-2020 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра общей и экспериментальной физики
Протокол от 21.06.2019 г. № 13
Заведующий кафедрой д-р физ.-мат. наук, проф. Плотников В.А.
1.1. | Основной целью при изучении дисциплины является формирование у будущих специалистов теоретических знаний и практических навыков по использованию современных методов и приемов гидрогазодинамики, формирование инженерно–технического мышления. |
---|
Цикл (раздел) ООП: Б1.Б |
ОК-10 | способностью к познавательной деятельности |
ОК-11 | способностью к абстрактному и критическому мышлению, исследованию окружающей среды для выявления ее возможностей и ресурсов, способностью к принятию нестандартных решений и разрешению проблемных ситуаций |
ОПК-1 | способностью учитывать современные тенденции развития техники и технологий в области обеспечения техносферной безопасности, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности |
ПК-17 | способностью определять опасные, чрезвычайно опасные зоны, зоны приемлемого риска |
ПК-18 | готовностью осуществлять проверки безопасного состояния объектов различного назначения, участвовать в экспертизах их безопасности, регламентированных действующим законодательством Российской Федерации |
В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
3.1. | Знать: |
---|---|
3.1.1. | Основные способы получения и обработки новой информации, необходимой для самообучения и решения конкретных задач по гидрогазодинамике; принципы и этапы планирования научно-исследовательской работы; основные и специализированные методы и оборудование для экспериментальных исследований свойств жидкости и газа и параметров их потоков; современные методы инженерного и научного анализа экспериментальных результатов; основные законы движения жидкости и газа по трубам и истечения их из отверстий; виды гидравлических сопротивлений и основные методы их расчета; последовательность расчета основных типов трубопроводов; |
3.2. | Уметь: |
3.2.1. | Определять способ и последовательность расчета основных типов трубопроводов и других устройств и установок; планировать, проводить и оценивать результаты экспериментальной исследовательской работы; модернизировать методики получения и обработки экспериментальных данных; выбирать и использовать методы и оборудование для анализа физических свойств жидкости и газа и параметров их потоков; критически оценивать полученные экспериментальные данные и определять их перспективность; находить и использовать научно-техническую информацию в исследуемой области из различных ресурсов, включая на английском языке; использовать прикладные программы для моделирования и расчета гидравлики установок с использованием ЭВМ |
3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
3.3.1. | Опытом проведения математического анализа и моделирования, в том числе с использованием компьютерной техники и ресурсов; опытом работы с научно-исследовательским оборудованием; устойчивыми навыками проведения теоретических расчетов и эксперимента с учетом выбора оптимальных методик и оборудования для исследований, рационального определения условий и диапазона экспериментов, обработки, систематизации и анализа полученных результатов; опытом работы и использования в ходе проведения исследований научно- технической информации, Internet-ресурсов, баз данных и каталогов, электронных журналов и патентов, поисковых ресурсов и др. в области гидрогазодинамики, в том числе, на иностранном языке; приемами синтеза |
Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
---|---|---|---|---|---|---|
Раздел 1. Раздел 1. Введение. | ||||||
1.1. | Краткая характеристика курса и математического аппарата. Основные понятия и определения. | Лекции | 3 | 2 | ОК-10, ОПК-1 | Л1.1, Л1.2 |
1.2. | Решение задач по разделам "Физические свойства жидкости" и "Давление в точке" | Практические | 3 | 3 | ОПК-1, ПК-17, ПК-18 | Л1.1, Л1.2 |
1.3. | Исследование затопленной струи | Лабораторные | 3 | 6 | ОК-10, ОК-11 | Л3.3, Л1.2 |
1.4. | Краткая характеристика курса и математического аппарата. Основные понятия и определения. | Сам. работа | 3 | 12 | ОК-11, ПК-17 | Л1.2 |
Раздел 2. Раздел 2. Кинематика жидкости | ||||||
2.1. | Вектор скорости. Вектор плотности потока массы. Уравнение неразрывности. Функция тока. Вихрь. | Лекции | 3 | 2 | ОК-11, ПК-17 | Л2.1, Л1.2 |
2.2. | Измерение давлений,скоростей и расходов воздушного потока в трубах | Лабораторные | 3 | 6 | ОК-11, ОПК-1, ПК-18 | Л3.2, Л3.3, Л1.2 |
2.3. | Вектор скорости. Вектор плотности потока массы. Уравнение неразрывности. Функция тока. Вихрь. | Сам. работа | 3 | 12 | ОК-10, ПК-17 | Л1.2 |
Раздел 3. Раздел 3. Динамика идеальной жидкости | ||||||
3.1. | Уравнение Эйлера. Постановка задачи для расчета движения идеальной жидкости. Статика жидкости и газа. Уравнение Бернулли для трубки тока | Лекции | 3 | 3 | ОК-10, ПК-17 | Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
3.2. | Определение силы гидростатического давления на плоские поверхности | Практические | 3 | 4 | ОПК-1, ПК-17 | Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
3.3. | Определение силы гидростатического давления на криволинейные поверхности | Практические | 3 | 2 | ОК-10, ОПК-1, ПК-18 | Л2.1, Л1.2 |
3.4. | Уравнение Эйлера. Постановка задачи для расчета движения идеальной жидкости. Статика жидкости и газа. Уравнение Бернулли для трубки тока | Сам. работа | 3 | 12 | ОК-11, ПК-17, ПК-18 | Л1.2 |
Раздел 4. Раздел 4. Динамика реальной жидкости | ||||||
4.1. | Силы, действующие в движущейся реальной жидкости. Режимы движения реальной жидкости. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости в трубе | Лекции | 3 | 3 | ОК-10, ОПК-1, ПК-17 | Л1.2 |
4.2. | Потери давления на трение и местные сопротивления. Особенности гидравлического расчета трубопроводов и систем эвакуации продуктов сгорания | Лекции | 3 | 2 | ОК-10, ОПК-1, ПК-18 | Л1.1, Л1.2 |
4.3. | Касательные напряжения трения. Уравнение Навье-Стокса для реальной жидкости. Постановка задачи для расчета движения несжимаемой и сжимаемой жидкости | Лекции | 3 | 2 | ОК-11, ОПК-1, ПК-17 | Л2.1, Л1.2 |
4.4. | Расчет простого трубопровода | Практические | 3 | 2 | ОК-10, ОК-11, ОПК-1 | Л2.1, Л1.2 |
4.5. | Расчет последовательно и параллельно соединенного трубопровода | Практические | 3 | 2 | ПК-17, ПК-18 | Л1.2 |
4.6. | Определение гидравлического сопротивления трубы | Лабораторные | 3 | 6 | ОК-10, ОК-11, ПК-17 | Л1.2 |
4.7. | Измернеие расхода газа и градуировка сужающих устройств | Лабораторные | 3 | 6 | ОК-11, ПК-17 | Л3.3, Л1.2 |
4.8. | Силы, действующие в движущейся реальной жидкости. Режимы движения реальной жидкости. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости в трубе | Сам. работа | 3 | 12 | ОК-11, ПК-17, ПК-18 | Л1.2 |
4.9. | Потери давления на трение и местные сопротивления. Особенности гидравлического расчета трубопроводов и систем эвакуации продуктов сгорания | Сам. работа | 3 | 3 | ОК-11, ОПК-1, ПК-18 | Л1.2 |
Раздел 5. Раздел 5. Основы теории гидродинамического пограничного слоя | ||||||
5.1. | Физическая модель пограничного слоя. Пристеночный и свободные пограничные слои при различных режимах движения. Уравнения Прандтля для ламинарного пограничного слоя. Постановка задачи расчета ламинарного пограничного слоя | Лекции | 3 | 2 | ОК-10, ОК-11, ПК-18 | Л1.1, Л1.2 |
5.2. | Уравнения Прандтля для турбулентного пограничного слоя. Турбулентные напряжения. Полуэмпирические модели турбулентности. Модели Прандтля и Прандтля-Колмогорова. k- модель турбулентности | Лекции | 3 | 2 | ОК-10, ОПК-1, ПК-18 | Л1.1, Л1.2 |
5.3. | Интегральные методы расчета пограничных слоев. Уравнение потока импульса Кармана для пограничного слоя. Расчеты ламинарного и турбулентного пограничных слоев на плоской поверхности | Лекции | 3 | 2 | ОК-10, ПК-17, ПК-18 | Л1.2 |
5.4. | Физическая модель пограничного слоя. Пристеночный и свободные пограничные слои при различных режимах движения. Уравнения Прандтля для ламинарного пограничного слоя. Постановка задачи расчета ламинарного пограничного слоя | Сам. работа | 3 | 12 | ОПК-1 | Л1.2 |
Раздел 6. Раздел 6. Струйное движение газов | ||||||
6.1. | Свободная струя. Расчет свободной струи. Частично ограниченные струи. Струйные приборы. Ограниченные струи | Лекции | 3 | 2 | ОК-10, ПК-17 | Л2.1, Л1.2 |
6.2. | Решение задач по разделу "Истечение жидкости через отверстия и насадки" | Практические | 3 | 3 | ОК-11, ОПК-1, ПК-18 | Л1.1, Л1.2 |
6.3. | Определение коэффициента конвективной теплоотдачи горизонтальной трубы при свободном движении теплоносителя | Лабораторные | 3 | 6 | ОК-11, ПК-17 | Л3.1, Л3.3, Л1.2 |
6.4. | Свободная струя. Расчет свободной струи. Частично ограниченные струи. Струйные приборы. Ограниченные струи | Сам. работа | 3 | 12 | ОК-10, ОК-11, ПК-17 | Л1.2 |
Раздел 7. Раздел 7. Основы теории подобия | ||||||
7.1. | Основные понятия теории подобия. Множители преобразования и критерии подобия. Критерии гидродинамического подобия. Связь между критериями подобия. Основные теоремы теории подобия | Лекции | 3 | 2 | ОК-10, ПК-17, ПК-18 | Л1.2 |
7.2. | Автомодельность. Моделирование движения | Лекции | 3 | 2 | ОК-10, ОК-11, ПК-17 | Л1.1, Л1.2 |
7.3. | Основные понятия теории подобия. Множители преобразования и критерии подобия. Критерии гидродинамического подобия. Связь между критериями подобия. Основные теоремы теории подобия | Сам. работа | 3 | 12 | ОПК-1, ПК-17, ПК-18 | Л1.2 |
Раздел 8. Раздел 8. Гидродинамика двухфазных систем | ||||||
8.1. | Уравнение Навье-Стокса в форме Гельмгольца. Движение одиночной сферической частицы в сплошной среде | Лекции | 3 | 2 | ОК-11, ПК-17 | Л1.1, Л1.2 |
8.2. | Движение ансамбля сферических частиц в сплошной среде. Ячеечная модель | Лекции | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-18 | Л1.1, Л1.2 |
8.3. | Уравнение Навье-Стокса в форме Гельмгольца. Движение одиночной сферической частицы в сплошной среде | Сам. работа | 3 | 12 | ОК-10, ПК-17, ПК-18 | Л1.2 |
8.4. | Движение ансамбля сферических частиц в сплошной среде. Ячеечная модель | Сам. работа | 3 | 12 | ОК-10, ОПК-1, ПК-17 | Л1.2 |
8.5. | Особенности движения пузырей и капель в жидкой среде | Лекции | 3 | 2 | ОК-11, ПК-17, ПК-18 | Л2.1, Л1.2 |
5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
Контролдьные задания и вопросы приведены в приложении. |
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
ФЕДЕРАЛЬНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМ СТАНДАРТОМ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ 20.03.01 ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ и РУП не предусмотрены |
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
ФОС приводится в приложении. |
6.1. Рекомендуемая литература | ||||
6.1.1. Основная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л1.1 | А. Г. Петров | Аналитическая гидродинамика: [учеб. пособие для вузов] | М.: Физматлит, 2010 | biblioclub.ru |
Л1.2 | А.Л. Лукс, Е.А. Крестин, А.Г. Матвеев, А.В. Шабанова | Гидрогазодинамика (с элементами процессов и аппаратов) [Электронный ресурс]: учебное пособие | Самара : Самарский государственный архитектурно-строительный университет, 2015 | biblioclub.ru |
6.1.2. Дополнительная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л2.1 | Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц | Теоретическая физика: Т.6: Гидродинамика [электронный ресурс]: Учеб.пособие для вузов | М. : Наука, 2001 | https://e.lanbook.com/book/2232 |
6.1.3. Дополнительные источники | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л3.1 | В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел | Теплопередача: учеб. для вузов | М. : Энергия, 1975 | |
Л3.2 | Повх И.Л. | Техническая гидромеханика: учеб.пособие | Л.:Машиностроение , 1976 | |
Л3.3 | Р.М.Утемесов,Д.И.Попов,Д.Ю. Козлов,С.С. Лескова,Е.Р.Кирколуп | Гидрогазодинамика.Лабораторный практикум : учеб.пособие | Барнаул:Изд-во Алт.ун-та, 2014 | |
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
Название | Эл. адрес | |||
Э1 | Интернет-портал "Университетская библиотека онлайн" | biblioclub.ru | ||
Э2 | ЭБС "Лань" | ЭБС "Лань | ||
Э3 | ЭБС "Юрайт" | www.biblio-online.ru | ||
6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
Microsoft Office. MS Windows XP и выше. MS Office ХР и выше. Adobe Acrobat Reader. 7-Zip | ||||
6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
www.gpntb.ru/ Государственная публичная научно-техническая библиотека www.nlr.ru/ Российская национальная библиотека www.nns.ru/ Национальная электронная библиотека www.rsl.ru/ Российская государственная библиотека www.microinform.ru/ Учебный центр компьютерных технологий «Микроинформ». www.tests.specialist.ru/ Центр компьютерного обучения МГТУ им. Н.Э.Баумана. www.intuit.ru/ Образовательный сайт www.window.edu.ru/ Библиотека учебной и методической литературы |
Аудитория | Назначение | Оборудование |
---|---|---|
001вК | склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования | Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032 |
207К | лаборатория тепломассообмена - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 12 посадочных мест; рабочее место преподавателя; вольтметр 01202-50 (2 шт.); измеритель ИТЛ-400 (2 шт.); компьютер НЭТА /LCD 19" Samsung 943B (2,93Ghz/2*1024Mb/500Gb/DVD-RW/KM); лазер LНА-188 (2 шт.); ноутбук Acer TM424WXMi Cel-M(380) 1,6GHz/14,1" WXGA/512Mb/60Gb/DVD-RW/LAN/Wlan b; осциллограф С1-83; персональный компьютер с LCD монитором 19"; принтер HP LJ P1005; скамья оптическая; сканер HP SJ 8200; барометр М67; бинокль; весы торсион.; весы торсионные; вискозиметр; вольтметр В7-21 (2 шт.); головка магнитоэлектрическая М1634 (2 шт.); динамометр ДОС 03; лампа настольная тр383; латр; микроманометр ЛТА-4; набор цветных стекл (3 шт.); осциллограф С1-79; осциллограф С9-1; осциллограф Сi-101; печь муфельная; пирометр "Проминь"; прецизионный газовый счетчик №10 (2 шт.); скамья оптическая (6 шт.); стабилизатор 3222 (2 шт.); фотоаппарат "Зенит" (7 шт.); фотоаппарат "Киев"; фотообъектив "Мир 26Б"; фотообъектив "Юпитер 36Б" (4 шт.); эл/точило (нождак) (2 шт.); учебные наглядные пособия: "ТЕПЛОФИЗИКА ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ", "ТЕПЛОФИЗИКА СБОРНИК ЗАДАЧ", "ГИДРОГАЗОДИНАМИКА ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ". |
Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска, мультимедийное оборудование стационарное или переносное) |
Основной целью при изучении дисциплины является стремление показать области применения и формирование у будущих специалистов теоретических знаний и практических навыков по использованию законов гидрогазодинамики для широкого спектра задач в различных областях. Для эффективного изучения теоретической части дисциплины «Гидрогазодинамика» необходимо: - построить работу по освоению дисциплины в порядке, отвечающим изучению основных этапов, согласно приведенным темам лекционного материала; - систематически проверять свои знания по контрольным вопросам и заданиям; - усвоить содержание ключевых понятий; - плотно работать с основной и дополнительной литературой по соответствующим темам. Для эффективного изучения практической части дисциплины «Гидрогазодинамика» рекомендуется: - систематически выполнять подготовку к практическим занятиям и лабораторным работам по предложенным преподавателем тема и методическим указаниям ; - своевременно выполнять практические задания, лабораторные работы. - своевременно и систематически защищать результаты своих экспериментальных исследований. В течение семестра студенты выполняют: - домашние задания (Case-study - анализ конкретных ситуаций, ситуационный анализ), выполнение которых контролируется и обсуждается (групповое обсуждение)на практических занятиях или перед выполнением лабораторных работ (сократический диалог - подразумевающий постановку особых вопросов в процессе беседы, которые способствуют работе мышления, концентрации внимания, адекватной оценке текущей дискуссии и своей в ней роли); - промежуточные задания, во время практических или лабораторных работ (в форме дискуссий, дебатов)для выявления знаний по основным элементам новых разделов теории или методике проведения экспериментальных заданий; - построение "дерева решений" для проведения наиболее эфффективного анализа методики эксперимента, непосредственного выполнения экспериментальных исследований в ходе лабораторных работ; - обсуждают задания практических и лабораторных работ методом "Займи позицию", помогающем выяснить, какой спектр мнений может существовать по обсуждаемому вопросу и предоставляет возможность высказаться каждому, продемонстрировать различные мнения, а затем обосновать свою позицию, найти и выразить самые убедительные аргументы, сравнить их с аргументами других. |