Реферат: Программа дисциплины опд. Ф метрология, стандартизация и сертификация направление 140400 "Техническая физика" для студентов специальности 140404

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию



ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)






УТВЕРЖДАЮ




Проректор по учебной работе


С.Б. Бурухин





“______”____________ 200__ г.



^ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


ОПД.Ф.5. МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ


направление 140400 “Техническая физика”

для студентов специальности 140404

^ Атомные электростанции и установки


Форма обучения: очная


Объем дисциплины и виды учебной работы по очной форме в соответствии с учебным планом


Вид учебной работы

Всего часов

Семестры



















Общая трудоемкость дисциплины

80

80










Аудиторные занятия

51

51










Лекции

34

34










Практические занятия и семинары

-

-










Лабораторные работы

17

17










Курсовой проект (работа)

-

-










Самостоятельная работа

29

29










Расчетно-графические работы

-

-










Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

экзамен

экзамен











Обнинск 2008

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 140404 Атомные электростанции и установки


Программу составил:


___________________Чусов Игорь Александрович, доцент, к.т.н.


Программа рассмотрена на заседании кафедры Теплофизика (протокол № __ от ____._______.2008 г.)


Заведующий кафедрой

Теплофизика


___________________ Е.Ф. Авдеев


“____”_____________ 2008 г.


СОГЛАСОВАНО


Начальник Учебно – методического управления


___________________ Ю.Д. Соколова


Декан факультета ФЭФ


___________________ В.И. Белозеров


“____”_____________ 2008 г.



^ 1. Цели и задачи дисциплины


Целью преподавания дисциплины является: обучение студентов основным понятиям в области метрологии и измерительной техники, понятиям теории и методикам измерений и обработки их результатов, получение практических навыков в работе с различными средствами измерений используемых в атомной энергетике. Познакомить студентов с современными законодательными основами стандартизации и сертификации и их научной базой.


^ 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины


В результате изучения дисциплины студент должен

знать: термины и определения в области метрологии; методики измерения основных теплогидравлических величин: температур, давлений, расходов, уровней жидкости, газосодержаний; иметь четкое представление об основных методиках оценки погрешности эксперимента с заданной доверительной вероятностью; иметь представления об устройстве и основных принципах эксплуатации экспериментальных стендов и установок; устройство и принципы действия основных измерительных приборов; современные законодательные основы метрологии и сертификации; термины и определения в области сертификации; основные положения государственной системы стандартизации; научные основы стандартизации; структурную систему стандартизации;

уметь: пользоваться основными инструментальными средствами входящих в состав экспериментальных стендов и установок: 1) при измерениях температуры термометрами сопротивления и термопарами; 2) измерять избыточное, статическое, вакуумметрическое давления с использованием механических и электронных манометров; 3) измерять влагосодержание; 4) измерять объемное газосодержание двухфазного потока;

иметь навыки: в использовании потенциометров, измерительных мостов, осциллографов, миллиампервольтметров, частотомеров, грузопоршневых манометров, прототипа автоматизированной системы управления измерительным комплексом “КАМАК-ВЕКТОР-GALIAF”.


^ 3. Содержание дисциплины


3.1. Лекции

Лекция 1
Цель и содержание дисциплины, ее связь с другими дисциплинами. Исторический обзор с момента зарождения метрологии и стандартизации до наших дней. Краткий обзор по метрологии в нашей стране. Использование метрологических методик в атомной и тепловой энергетике. Стандартизация и сертификация как правовая основа выполнения регламентных работ на действующих энергоблоках. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 2

Основные сведения о законе обеспечения единства измерений в РФ. Общее понятие о системе стандартов действующих в РФ. Структура государственной, отраслевой метрологической службы на атомных электрических станциях (на примере Смоленской АЭС). Основные постулаты метрологии, виды метрологического с стандартизационного обеспечения. Трудоемкость 2 часа.
Лекция 3
Исторические основы развития стандартизации и сертификации. Основные положения государственной системы стандартизации. Основные цели и объекты стандартизации и сертификации. Термины и определения. Схемы и системы стандартизации и сертификации. Органы стандартизации и сертификации, испытательные и поверочные лаборатории. Сертификация систем качества. Трудоемкость 2 часа.
Лекция 4
Общая характеристика и основные постулаты систем СИ и ЕСКД. Сравнение метрологических характеристик систем ГОСТ, DIN и ANSI. Основные метрологические характеристики средств измерения. Погрешности средств измерения, их виды и классификация. Физические основы появления динамических погрешностей в элементах ЯЭУ. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 5

Классы точности средств измерения, их обозначение. Связь класса точности средства измерения и погрешности измерений. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 6

Основы планирования эксперимента. Способы минимизации количества измерений. Качественный и количественный эксперимент. Порядок проведения экспериментальных работ. Классификация измерений. Статистика и погрешности. Эмпирические законы распределения погрешностей. Основные теории ошибок. Понятие о дисперсии, среднеквадратичное отклонение, доверительная вероятность и доверительный интервал. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 7

Виды теоретического распределения погрешностей. Порядок обработки экспериментальных данных прямых и косвенных измерений с многократными наблюдениями. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 8

Основные понятия о методиках поверки средств измерения. Поверочные схемы и схемы поверки средств измерений теплотехнических параметров ЯЭУ. Образцовые приборы теплотехнического контроля. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 9

Измерение температуры. МПТШ и ее основные реперные точки. Классификация приборов для измерения температуры. Ртутные термометры. Дилатометрические термометры. Манометрические термометры. Газовые термометры. Жидкостные термометры. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 10

Методы измерения постоянного и переменного тока и напряжения. Методы и приборы для измерения частоты и сдвига фаз переменного напряжения. Информационно-измерительные системы. Источники погрешностей в ИИС. Общие сведения о цифровой измерительной технике. Общие понятия о дискретизации непрерывной величины. Принцип преобразования аналогово сигнала в цифровой (АЦП). Обратное преобразования цифрового сигнала в аналоговый (ЦАП). Трудоемкость 2 часа.

Лекция 11

Термоэлектрические термометры. Физические основы термоэлектрических термометров. Методика расчета ЭДС термопары. Основные требования предъявляемы к материалам термопар в атомной энергетике. Типы и характеристики термоэлектрических термометров. Конструктивное исполнение термопар АЭС. Схемы включения термоэлектрических термометров. Основные правила установки термоэлектрических термометров в элементы ЯЭУ, включая реакторы, парогенераторы, графитовую кладку, турбину, подводящие и отводящие трубопроводы. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 12

Термометры сопротивления. Устройство термометров сопротивления и их основные характеристики. Полупроводниковые термометры сопротивления. Основные типы и характеристики термометров сопротивления применяемых на АЭС. Общие сведения о пирометрии. Физические основы пирометрии. Устройство и принцип действия пирометров частичного излучения. Пирометры суммарного излучения. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 13

Измерение давлений. Физические основы измерения давлений. Классификация приборов для измерения давления. Жидкостные манометры. Деформационные манометры. Правила установки манометров в трубопроводах. Тяго-напоромеры. Электрические и тензометрические манометры включая манометры типа “САПФИР”, “МЕТРАН”, “МИДА”. Приборы контроля давления на АЭС. Способы поверки приборов для измерения давления. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 14

Измерение расходов. Физически основы измерения расходов. Пневматические методы измерения расходов. Дроссельные устройства включая диафрагмы и трубы Вентури. Ротаметры и скоростные расходомеры. Электромагнитные расходомеры. Измерение уровня. Типы уровнемеров применяемых на АЭС. Гидростатические и радиоизотопные уровнемеры. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 15

Реакторные системы измерений и обработки экспериментальных данных. Общие сведения о системах внутриреакторного контроля промышленных АЭС. Основные понятия и алгоритмы работы системы внутриреакторного контроля СВРК “Гиндукуш” реактора ВВЭР-1000. Принципиальная схема реакторной установки. Приборы первой, второй и третьей групп измерений. Методики измерения температур, давлений уровней теплоносителя в первом, втором контурах и парогенераторе. Методики измерения параметров кипящих реакторов (на примере ВК-50). Трудоемкость 2 часа.

Лекция 16

Основные понятия и алгоритмы работы системы внутриреакторного контроля СВРК “СКАЛА” реактора РБМК-1000 и РБМК-1500. Принципиальная схема реакторной установки . Методика расчета истинного массового паросодержания на выходе из технологических каналов и барабан-сепараторе. Общая характеристика реакторных установок типа БН. Принципиальная схема реакторной установки БН. Система сбора и обработки данных реакторов типа БН. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 17

Общая характеристика реакторных установок типа ВТГР. Принципиальная схема реакторной установки ВТГР. Система сбора и обработки данных реакторов типа ВТГР. Трудоемкость 2 часа.


^ 3.2. Практические и семинарские занятия


Раздел(ы)

Тема практического или семинарского занятия

Литература

Число часов




Практические занятия не предусмотрены

-

-


^ 3.3. Лабораторный практикум


Раздел

Тема практического или семинарского занятия

Число часов

10, 11

Градуировка термопар

2

10, 11

Градуировка термометра сопротивления

2

10, 12

Приборы для измерения температуры, работающие в комплекте с термометром сопротивления

2

10, 11, 12

Автоматический электронный потенциометр типа ЭПП-09

2

13

Тарировка манометров различных типов

2

16

Исследование технологического канала реактора типа РБМК-1000 методом термосканирования

2

10, 14

Измерение расхода теплоносителя стандартными сужающими устройствами

2


^ 3.4. Курсовые проекты (работы)


Не предусмотрены


3.5. Формы текущего контроля


Текущий контроль знаний осуществляется при защите лабораторных работ, начиная с третьей недели семестра.


Разделы

Форма контроля

Неделя

1-6

Контрольная работа. Основные понятия и определения метрологии. Планирование эксперимента

6

7-10

Контрольная работа. Основные понятия о методиках поверки средств измерения. Поверочные схемы средств измерений теплотехнических параметров ЯЭУ.

10




Домашнее задание на тему “Расчет расхода в сужающем устройстве”

14


^ 3.6. Самостоятельная работа


1. Вторичные приборы, работающие в комплекте с термометрами сопротивления, термопарами, электронными датчиками давления.

2. Приборы химического контроля на АЭС.

Контроль за выполнением самостоятельной работы осуществляется на лабораторных работах.


^ 4.1. Рекомендуемая литература


4.1.1. Основная литература


1. Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация и сертификация., -М.:-Логос, -2003., -с 525. (Имеется в библиотеке ИАТЭ)

2. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 1. Принципы измерений и общие требования. ГОСТ 8.586.1-2005 (ИСО 5167-1:2003). –М.: Стандартинформ., 2007.

3. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2. Диафрагмы. Технические требования. ГОСТ 8.586.2-2005 (ИСО 5167-2:2003). –М.: Стандартинформ., 2007.

4. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 3. Сопла и сопла Вентури. Технические требования. ГОСТ 8.586.3-2005 (ИСО 5167-3:2003). –М.: Стандартинформ., 2007.

5. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 4. Трубы Вентури. Технические требования. ГОСТ 8.586.4-2005 (ИСО 5167-4:2003). –М.: Стандартинформ., 2007.

6. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 5. Методика выполнения измерений. ГОСТ 8.586.5-2005 (ИСО 5167-5:2003). –М.: Стандартинформ., 2007.


^ 4.1.2. Дополнительная литература


1. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л.: Машиностроение, 1989.С.701.

2. Преображенский В.П. Метрология, М.: -1979.

3. Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П., Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). –Энергоатомиздат., -1990., -с.358.

4. Авдеев Е.Ф., Чусов И.А., Белозеров В.И., Максимовский В.В., Устюжанин А.Я., Пашков С.П., Шувалов А. В. Верификация гидравлических характеристик стенда “Циркуляционная петля”. Ядерная энергетика, -№4, -2002., -с.46-53.

5. Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами. РД-50-213-80. М.: Изд-во стандартов, 1982. С. 319.


^ 4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


1. Расчетно-графическая программа Meduza, являющая комплексом по сбору, первичной обработке и хранению экспериментальных данных

2. Расчетно-графическая программа Galiaf, являющая комплексом по управлению режимами течения теплоносителя, системой сбора и первичной обработки экспериментальных данных, графическим комплексом представления данных в реальном времени, архиватором измеренных величин


^ 5. Материально-техническое обеспечение дисциплины


Помещение 2-203 – Лаборатория “Метрология”, Препараторская кафедры “Теплофизика”, Помещение 2-216 – Лаборатория “Механика жидкости и газа”.

Экспериментальные стенды:

Циркуляционная петля

Параллельные каналы

РБМК-ГБ

Экспериментальные установки:

7 установок в лаборатории “Метрология”

1 установка в лаборатории “Механика жидкости и газа”


Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию



^ ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)






УТВЕРЖДАЮ




Проректор по учебной работе


С.Б. Бурухин





“______”____________ 200__ г.



^ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


ОПД.Ф.5. МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ


направление 140400 “Техническая физика”

для студентов специальности 140404

специализация^ Монтаж, наладка и ремонт оборудования АЭЛекция 1
Цель и содержание дисциплины, ее связь с другими дисциплинами. Исторический обзор с момента зарождения метрологии и стандартизации до наших дней. Краткий обзор по метрологии в нашей стране. Использование метрологических методик в атомной и тепловой энергетике. Стандартизация и сертификация как правовая основа выполнения регламентных работ на действующих энергоблоках. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 2

Основные сведения о законе обеспечения единства измерений в РФ. Общее понятие о системе стандартов действующих в РФ. Структура государственной, отраслевой метрологической службы на атомных электрических станциях (на примере Смоленской АЭС). Основные постулаты метрологии, виды метрологического с стандартизационного обеспечения. Трудоемкость 2 часа.
Лекция 3
Исторические основы развития стандартизации и сертификации. Основные положения государственной системы стандартизации. Основные цели и объекты стандартизации и сертификации. Термины и определения. Схемы и системы стандартизации и сертификации. Органы стандартизации и сертификации, испытательные и поверочные лаборатории. Сертификация систем качества. Трудоемкость 2 часа.
Лекция 4
Общая характеристика и основные постулаты систем СИ и ЕСКД. Сравнение метрологических характеристик систем ГОСТ, DIN и ANSI. Основные метрологические характеристики средств измерения. Погрешности средств измерения, их виды и классификация. Физические основы появления динамических погрешностей в элементах ЯЭУ. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 5

Классы точности средств измерения, их обозначение. Связь класса точности средства измерения и погрешности измерений. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 6

Основы планирования эксперимента. Способы минимизации количества измерений. Качественный и количественный эксперимент. Порядок проведения экспериментальных работ. Классификация измерений. Статистика и погрешности. Эмпирические законы распределения погрешностей. Основные теории ошибок. Понятие о дисперсии, среднеквадратичное отклонение, доверительная вероятность и доверительный интервал. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 7

Виды теоретического распределения погрешностей. Порядок обработки экспериментальных данных прямых и косвенных измерений с многократными наблюдениями. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 8

Основные понятия о методиках поверки средств измерения. Поверочные схемы и схемы поверки средств измерений теплотехнических параметров ЯЭУ. Образцовые приборы теплотехнического контроля. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 9

Измерение температуры. МПТШ и ее основные реперные точки. Классификация приборов для измерения температуры. Ртутные термометры. Дилатометрические термометры. Манометрические термометры. Газовые термометры. Жидкостные термометры. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 10

Методы измерения постоянного и переменного тока и напряжения. Методы и приборы для измерения частоты и сдвига фаз переменного напряжения. Информационно-измерительные системы. Источники погрешностей в ИИС. Общие сведения о цифровой измерительной технике. Общие понятия о дискретизации непрерывной величины. Принцип преобразования аналогово сигнала в цифровой (АЦП). Обратное преобразования цифрового сигнала в аналоговый (ЦАП). Трудоемкость 2 часа.

Лекция 11

Термоэлектрические термометры. Физические основы термоэлектрических термометров. Методика расчета ЭДС термопары. Основные требования предъявляемы к материалам термопар в атомной энергетике. Типы и характеристики термоэлектрических термометров. Конструктивное исполнение термопар АЭС. Схемы включения термоэлектрических термометров. Основные правила установки термоэлектрических термометров в элементы ЯЭУ, включая реакторы, парогенераторы, графитовую кладку, турбину, подводящие и отводящие трубопроводы. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 12

Термометры сопротивления. Устройство термометров сопротивления и их основные характеристики. Полупроводниковые термометры сопротивления. Основные типы и характеристики термометров сопротивления применяемых на АЭС. Общие сведения о пирометрии. Физические основы пирометрии. Устройство и принцип действия пирометров частичного излучения. Пирометры суммарного излучения. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 13

Измерение давлений. Физические основы измерения давлений. Классификация приборов для измерения давления. Жидкостные манометры. Деформационные манометры. Правила установки манометров в трубопроводах. Тяго-напоромеры. Электрические и тензометрические манометры включая манометры типа “САПФИР”, “МЕТРАН”, “МИДА”. Приборы контроля давления на АЭС. Способы поверки приборов для измерения давления. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 14

Измерение расходов. Физически основы измерения расходов. Пневматические методы измерения расходов. Дроссельные устройства включая диафрагмы и трубы Вентури. Ротаметры и скоростные расходомеры. Электромагнитные расходомеры. Измерение уровня. Типы уровнемеров применяемых на АЭС. Гидростатические и радиоизотопные уровнемеры. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 15

Реакторные системы измерений и обработки экспериментальных данных. Общие сведения о системах внутриреакторного контроля промышленных АЭС. Основные понятия и алгоритмы работы системы внутриреакторного контроля СВРК “Гиндукуш” реактора ВВЭР-1000. Принципиальная схема реакторной установки. Приборы первой, второй и третьей групп измерений. Методики измерения температур, давлений уровней теплоносителя в первом, втором контурах и парогенераторе. Методики измерения параметров кипящих реакторов (на примере ВК-50). Трудоемкость 2 часа.

Лекция 16

Основные понятия и алгоритмы работы системы внутриреакторного контроля СВРК “СКАЛА” реактора РБМК-1000 и РБМК-1500. Принципиальная схема реакторной установки . Методика расчета истинного массового паросодержания на выходе из технологических каналов и барабан-сепараторе. Общая характеристика реакторных установок типа БН. Принципиальная схема реакторной установки БН. Система сбора и обработки данных реакторов типа БН. Трудоемкость 2 часа.

Лекция 17

Общая характеристика реакторных установок типа ВТГР. Принципиальная схема реакторной установки ВТГР. Система сбора и обработки данных реакторов типа ВТГР. Трудоемкость 2 часа.


^ 3.2. Практические и семинарские занятия


Раздел(ы)

Тема практического или семинарского занятия

Литература

Число часов




Практические занятия не предусмотрены

-

-


^ 3.3. Лабораторный практикум


Раздел

Тема практического или семинарского занятия

Число часов

10, 11

Градуировка термопар

2

10, 11

Градуировка термометра сопротивления

2

10, 12

Приборы для измерения температуры, работающие в комплекте с термометром сопротивления

2

10, 11, 12

Автоматический электронный потенциометр типа ЭПП-09

2

13

Тарировка манометров различных типов

2

16

Исследование технологического канала реактора типа РБМК-1000 методом термосканирования

2

10, 14

Измерение расхода теплоносителя стандартными сужающими устройствами

2


^ 3.4. Курсовые проекты (работы)


Не предусмотрены


3.5. Формы текущего контроля


Текущий контроль знаний осуществляется при защите лабораторных работ, начиная с третьей недели семестра.


Разделы

Форма контроля

Неделя

1-6

Контрольная работа. Основные понятия и определения метрологии. Планирование эксперимента

6

7-10

Контрольная работа. Основные понятия о методиках поверки средств измерения. Поверочные схемы средств измерений теплотехнических параметров ЯЭУ.

10




Домашнее задание на тему “Расчет расхода в сужающем устройстве”

14



^ 3.6. Самостоятельная работа


1. Вторичные приборы, работающие в комплекте с термометрами сопротивления, термопарами, электронными датчиками давления.

2. Приборы химического контроля на АЭС.

Контроль за выполнением самостоятельной работы осуществляется на лабораторных работах.


^ 4.1. Рекомендуемая литература


4.1.1. Основная литература


1. Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация и сертификация., -М.:-Логос, -2003., -с 525. (Имеется в библиотеке ИАТЭ)

2. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 1. Принципы измерений и общие требования. ГОСТ 8.586.1-2005 (ИСО 5167-1:2003). –М.: Стандартинформ., 2007.

3. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2. Диафрагмы. Технические требования. ГОСТ 8.586.2-2005 (ИСО 5167-2:2003). –М.: Стандартинформ., 2007.

4. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 3. Сопла и сопла Вентури. Технические требования. ГОСТ 8.586.3-2005 (ИСО 5167-3:2003). –М.: Стандартинформ., 2007.

5. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 4. Трубы Вентури. Технические требования. ГОСТ 8.586.4-2005 (ИСО 5167-4:2003). –М.: Стандартинформ., 2007.

6. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 5. Методика выполнения измерений. ГОСТ 8.586.5-2005 (ИСО 5167-5:2003). –М.: Стандартинформ., 2007.


^ 4.1.2. Дополнительная литература


1. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л.: Машиностроение, 1989.С.701.

2. Преображенский В.П. Метрология, М.: -1979.

3. Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П., Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). –Энергоатомиздат., -1990., -с.358.

4. Авдеев Е.Ф., Чусов И.А., Белозеров В.И., Максимовский В.В., Устюжанин А.Я., Пашков С.П., Шувалов А. В. Верификация гидравлических характеристик стенда “Циркуляционная петля”. Ядерная энергетика, -№4, -2002., -с.46-53.

5. Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами. РД-50-213-80. М.: Изд-во стандартов, 1982. С. 319.


^ 4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


1. Расчетно-графическая программа Meduza, являющая комплексом по сбору, первичной обработке и хранению экспериментальных данных

2. Расчетно-графическая программа Galiaf, являющая комплексом по управлению режимами течения теплоносителя, системой сбора и первичной обработки экспериментальных данных, графическим комплексом представления данных в реальном времени, архиватором измеренных величин


^ 5. Материально-техническое обеспечение дисциплины


Помещение 2-203 – Лаборатория “Метрология”, Препараторская кафедры “Теплофизика”, Помещение 2-216 – Лаборатория “Механика жидкости и газа”.

Экспериментальные стенды:

Циркуляционная петля

Параллельные каналы

РБМК-ГБ

Экспериментальные установки:

7 установок в лаборатории “Метрология”

1 установка в лаборатории “Механика жидкости и газа”


Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию



^ ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)






УТВЕРЖДАЮ




Проректор по учебной работе


С.Б. Бурухин





“______”____________ 2008 г.



^ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


СД.Ф.8 ДИНАМИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗA


направление 140300 «Ядерная физика и технологии»

для студентов специальности 140305

^ Ядерные реакторы и энергетические установки


Форма обучения: очная


Объем дисциплины и виды учебной работы по очной форме в соответствии с учебным планом


Вид учебной работы

Всего часов

Семестры







6










Общая трудоемкость дисциплины

104

104










Аудиторные занятия

68

68










Лекции

34

34










Практические занятия и семинары

17

17










Лабораторные работы

17

17










Курсовая работа

6

6










Самостоятельная работа

36

36










Расчетно-графические работы
















Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

экзамен

экзамен











Обнинск 2008

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 140305 Ядерные реакторы и энергетические установки (группа Р).


Программу составил:


___________________ Чусов Игорь Александрович, доцент, к.т.н.


Программа рассмотрена на заседании кафедры Теплофизика (протокол № __ от ________________2008 г.)


Заведующий кафедрой

Теплофизика


___________________ Е.Ф. Авдеев


“____”_____________ 2008 г.


СОГЛАСОВАНО


Начальник Учебно – методического управления


___________________ Ю.Д. Соколова


Декан факультета ФЭФ


___________________ В.И. Белозеров


“____”_____________ 2008 г.



^ 1. Цели и задачи дисциплины


Курс «Динамика жидкости и газа» с одной стороны является специальным курсом, в котором дается систематическое изложение основ механики жидкости и газа в установленном объеме, с другой - по сложившейся традиции его чтения в ИАТЭ, в нем реализуется практическая направленность, учитывающая профиль подготовки по специальности «Ядерные реакторы и энергетические установки».

Ввиду взаимозависимости процессов теплообмена и гидродинамики в теплоносителях, курс предшествует и является необходимой основой для изучения курсов «Энергооборудование ЯЭУ» и «Теплогидравлический расчет активных зон ядерных реакторов».


^ 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины


В результате изучения дисциплины студент должен

знать: термины и определения в области динамики жидкости и газа; дифференциальные уравнения гидрогазостатики, их общее решение и частные случаи; знать методику определения сил действующую на плоские и криволинейные поверхности; классификацию сил, действующих в жидкости; физический смысл компонент тензора напряжений, общность свойств давления в покоящейся и идеальной жидкости; уравнение динамики в напряжениях; уравнение неразрывности движения; уравнение баланса энергии; объемный и массовый расходы, живое сечение и гидравлический радиус; понятие средней скорости; интенсивность вихревой трубки и ее связь с циркуляцией скорости; кинематику турбулентных течений; критерий Рейнольдса; интеграл Бернулли - как частное решение уравнений движения; уравнение энергии; связь энтальпии с функцией давления в адиабатических процессах; тепловая форма интеграла Бернулли; сопротивление давления; распределение давления вне и внутри плоского вихря. кризис сопротивления плохо обтекаемых тел; сопротивление давления при обтекании пластины; сопротивление давления при обтекании профиля в решетке профилей. одномерное течение газа. понятие скорости звука и числа М, критическая скорость газа; обобщенная гипотеза Ньютона о связи тензора напряжений и тензора скоростей деформаций; уравнение Навье - Стокса и баланса энергии; диссипация механической энергии и теплообразование; неизотермическое движение газа по трубе при наличии сопротивления; переход ламинарного течения в турбулентное; критическое число Рейнольдса; гипотезы турбулентности; коэффициент “турбулентной вязкости” и его отличие от коэффициента молекулярной вязкости; гипотезы турбулентности Буссинеска, Прандтля, Кармана; перенос тепла и вещества при турбулентном движении; понятие о подобии гидромеханических процессов; физическое представление о пограничном слое; уравнения ламинарного пограничного слоя Л. Прандтля; понятие о температурном и диффузионном слое; характерные толщины в пограничном слое; переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный; факторы влияющие на переход; методы управления пограничным слоем; расчет турбулентного пограничного слоя на гладкой и шероховатой пластине на основе интегрального соотношения Кармана; свободный пограничный слой; Классификация струй.

уметь: рассчитывать потери на трение и местные сопротивления в элементах трубопроводов; определять режим течения жидкости или газа; использовать в практических расчетах уравнение Бернулли; выполнять гидравлическое профилирование активной зоны реакторной установки с водяным и газовым теплоносителем; рассчитывать минимальную мощность насоса на прокачку теплоносителя в первом контуре реакторных установок; вычислять расход теплоносителя в первом контуре реакторной установки при его разгерметизации;

иметь навыки: в использовании основных инструментальных средств входящих в состав экспериментальных стендов и установок: 1) при измерениях расходов воды и газа с использованием приборов переменного перепада давления (труб Вентури и диафрагм), трубки Пито-Прандтля, электромагнитных расходомеров; 2) в измерении избыточного, статического, вакуумметрического давления с использованием механических и электронных манометров; 3) в расчете расходов воды и газа; 4) осуществлять перевод давлений, расходов и температур из одной системы единиц в другую; 5) определять величину расхода при истечении из насадков различной формы; 6) рассчитывать величину потерь давления на трение и преодоление местных сопротивлений; 7) в определении числа Рейнольдса при заданном режиме течения воды или газа.


3. Содержание дисциплины


3.1. Лекции


Тема 1. Введение Роль курса в подготовке инженеров физиков - теплоэнергетиков. Аксиоматика механики жидкости и газа. Смысл и значение основных предположений жидкой и газообразной среды сплошности и легкой подвижности. Границы применимости законов движения жидкости к газу (2 час).

^ Тема 2. Равновесие жидкости и газа. Дифференциальные уравнения гидрогазостатики, их общее решение и частные случаи. Относительное равновесие. Определение сил на плоские и криволинейные поверхности (4 часа).

^ Тема 3. Уравнение динамики в напряжениях. Замкнутая система динамики жидкости. Особенности классификации сил, действующих в жидкости. Физический смысл компонент тензора напряжений, общность свойств давления в покоящейся и идеальной жидкости. Уравнение динамики в напряжениях. Уравнение неразрывности движения. Уравнение баланса энергии (4 часа).

^ Тема 4. Кинематика жидкости. Метод Эйлера. Задания движения. Полное ускорение. Разложение движения на квазитвердое и деформационное. Понятие трубки тока и вихревой трубки, их свойства. Объемный и массовый расходы, живое сечение и гидравлический радиус. Понятие средней скорости. Интенсивность вихревой трубки и ее связь с циркуляцией скорости. Кинематика турбулентных течений. Критерий Рейнольдса. Понятие и физический смысл функции тока. Уравнения линий тока через функцию тока. Потенциальные плоские течения. Характеристическая функция течения и примеры простейших