Методические указания и контрольные задания для студе нтов-заочников по учебной дисциплине «Гидравлика» (стр. 1 из 15)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Методические указания и контрольные задания для студентов–заочников по учебной дисциплине «Гидравлика» по специальности 130502 «Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ», 130503 “Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений”, 130504 “Бурение нефтяных и газовых скважин” составлены в соответствии с примерной программой дисциплины «Гидравлика», соответствующей государственным требованиям к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников.

Дисциплина «Гидравлика» является общепрофессиональной, устанавливающей базовые знания для освоения специальных дисциплин.

Программа, в соответствии с которой составлены методические указания и контрольные задания, предусматривает изучение основных свойств жидкостей, законов равновесия и движения различных жидкостей, а также способы практического применения этих законов.

В результате изучения дисциплины студент должен: знать:

- основные физические свойства жидкости;

- законы статики и динамики жидкости;

- сопротивления, возникающие при движении жидкости и затраты энергии на их преодоление;

- законы движения жидкости в пористой среде;

- законы движения неньютоновской жидкости;

уметь:

- определять плотность, вязкость, давление и силы давления жидкости;

- выполнять гидравлические расчеты трубопроводов, расчеты истечения жидкости из отверстий и насадков, расчеты фильтрации жидкости, пользуясь справочной литературой и вычислительной техникой.

Дисциплина «Гидравлика» имеет тесную связь с такими дисциплинами как «Общая, нефтяная и нефтепромысловая геология», «Эксплуатация НГМ», «Нефтепромысловые машины» и др.

Основная форма изучения курса – самостоятельная работа студента над учебной литературой и материалами периодической печати, технической документации.

Изучение дисциплины следует начинать с изучения литературы, указанной в каждой теме. При этом рекомендуется последовательность в изучении программного материала. Приступая к изучению темы, необходимо внимательно прочитать ее от начала до конца, найти в рекомендованной литературе соответствующие параграфы и проработать их.

Все это дает возможность составить себе ясное представление о содержании темы. После этого следует приступать к более глубокому изучению темы. При изучении отдельного параграфа, прежде всего, нужно весь его медленно прочитать, обдумывая каждое предложение.

При повторном чтении параграфа следует записать основное содержание рассматриваемых вопросов в конспект.

Для текущего контроля качества усвоения дисциплины студент предоставляет в техникум одну контрольную работу.

К выполнению контрольной работы можно приступать только после изучения соответствующей темы и получения навыка решения задач. Все задачи и расчеты должны быть доведены до окончательного числового результата.

Контрольная работа выполняется в отдельной тетради в клетку. Работа выполняется аккуратным почерком, шариковой ручкой или чернилами, с интервалом между строками. После каждой решенной задачи необходимо оставлять чистую страницу для замечаний преподавателя. При выполнении контрольной работы можно также использовать любые доступные средства информационных технологий, в том числе компьютерные.

Решение задач следует делить на пункты. Каждый пункт должен иметь подзаголовок с указанием, что и как определяется, по каким формулам, на основе каких теорем, законов и правил.

Выполненную контрольную работу следует своевременно предоставить в техникум.

После получения зачетной работы, студент должен изучить все замечания, ошибки и доработать материал.

Работа, выполненная не по своему материалу или не полностью, проверке не подлежит.

В техникуме, во время лабораторно-экзаменационной сессии для студентов – заочников будут прочитаны обзорные лекции и подведены практические занятия по наиболее сложным темам.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Наименование разделов и тем	Количество аудиторных часов при очной форме обучения
	Макс.уч. нагрузка	Всего	В том числе		Сам работа
			Лаб зан	Практ зан
Введение	2	2
Раздел 1. Физические свойства жидкости	10	6	2		4
Раздел 2. Гидростатика 2.1 Давление и законы гидростатики	12	6			6
2.2.Силы давления	18	10		2	8
Раздел 3. Гидродинамика 3.1 Основы гидродинамики и уравнения движения жидкости	22	14	2	2	8
3.2 Гидравлические сопротивления	26	18	2	2	8
3.3 Движение жидкости в трубопроводе	24	16		2	8
3.4 Истечение жидкости из отверстий и насадок	7	6			1
3.5 Движение жидкости в пористой среде	7	6			1
3.6 Неньютоновские жидкости	7	6			1
Всего по дисциплине:	135	90	6	8	45

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ.

ВВЕДЕНИЕ.

Краткий очерк истории развития гидравлики, ее задачи. Гидравлика и экология, основные понятия и определения. Физические величины и единицы измерения.

Литература: 1, с 3…6

Раздел 1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ

Тема 1.1 Основные физические свойства жидкостей

Студент должен:

знать: основные физические свойства жидкостей, принцип действия приборов для определения плотности и вязкости;

уметь: определять плотность и вязкость нефтепродуктов, пользоваться ареометром и вискозиметром.

Понятие о жидкости. Плотность, удельный объем, удельный вес, сжимаемость, температурное расширение, поверхностное натяжение жидкости. Вязкость, закон вязкого трения. Приборы для измерения плотности и вязкости. Молекулярно-поверхностные и физические свойства системы нефть-газ-вода-порода.

Литература: 1, 7…11

Методические указания к теме

Изучение темы необходимо начать с вопроса о предмете гидравлика его значении при решении инженерных задач в различных областях техники, в том числе нефтегазодобывающей промышленности, остановиться на истории развития гидравлики и роли русских и иностранных ученных в ее развитии.

Затем изучите физические свойства жидкостей. При рассмотрении их особое внимание нужно уделить вопросам размерностей основных показателей, которыми эти свойства характеризуются.

Для количественной оценки физико-механических свойств жидкости в гидравлике используются технические измерения (кг, м, сек) и Международная система единиц (СИ).

В международной системе единиц (СИ) плотность измеряется в (кг/м³). Плотность воды при 4⁰ С

кг/м³.

Вязкость жидкости характеризуется динамическим коэффициентом и динамическим коэффициентом вязкости.

Для упрощения исследований и обобщения выводов в гидравлике широко используется понятие идеальной и невязкой жидкостью.

Важно усвоить различие между невязкой жидкостью, как научной абстракции, и реальной физической жидкостью.

Под термином жидкость понимаются тела, находящиеся не только в жидком, но и в газообразном состояниях. Часто первые называют капельными или несжимаемыми жидкостями, а вторые – газами или сжимаемыми жидкостями.

В гидравлике рассматриваются главным образом капельные жидкости; изучением газов занимается аэродинамика. Однако многие свойства и механические законы одинаковы для капельных и газообразных жидкостей.

Жидкостью называется непрерывная среда, обладающая свойством текучести, т. е. способная неограниченно изменять свою форму под действием сколь угодно малых сил, но, в отличие от газа, весьма мало изменяет свою плотность при изменении давления.

В отличие от твердых тел жидкости характеризуются большой подвижностью частиц и обладают свойством принимать форму сосуда, в который они налиты.

Наиболее важными физическими свойствами жидкостей являются: плотность, сжимаемость и вязкость.

Плотностью ρ (кг/м³) называется масса m вещества, содержащаяся в единице объема V:

.

Сжимаемостью называют свойство жидкости изменять свой объем при изменении давления. Сжимаемость жидкости характеризуется коэффициентом объемного сжатия, м²/н или 1/Па

,

где V₁ – начальный объем, м³; ∆V ( ∆V=V₁-V₂ разность объемов до и после увеличения давления на величину ∆р) – изменение объема, м³; ∆р ( ∆р=р₂-р₁) - изменение давления, н/м².

Величина, обратная коэффициенту изотермического объемного сжатия, называется модулем упругости жидкости Е (н/м²) .

.

Для воды Е=2,3 ∙10⁹, н/м².

При нагревании жидкости увеличение объема оценивается коэффициентом температурного расширения (1/град):

.