ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN
Ngành đào tạo: Kỹ thuật Cấp thoát nước
Chuyên ngành: Cấp thoát nước
Trình độ đào tạo: Đại học hệ chính quy
- Tên học phần: Thủy Lực P1
- Mã học phần: 1
- Số tín chỉ: 02 TC, trong đó Lý thuyết: 30 tiết; Thực hành: 0 tiết
- Loại học phần: Bắt buộc
- Học phần tiên quyết: Không
- Bộ môn phụ trách: Công nghệ nước
- Mục tiêu của học phần:
Mục tiêu
(Goals) |
Mô tả
(Goal description) Học phần này trang bị cho sinh viên: |
Chuẩn đầu ra CTĐT (Learning Outcomes) |
G1
(Kiến thức) |
– Những tính chất vật lý cơ bản của chất lỏng. Các tính chất của áp suất, phân loại áp suất, cách đo áp suất. Cách tính các loại áp suất và các loại lực tác dụng lên thành phẳng, thành cong công trình.
– Các khái niệm và phân loại chuyển động, phân loại dòng chảy. Quỹ đạo – Đường dòng – Dòng nguyên tố – Dòng chảy. Các yếu tố thủy lực của dòng chảy. Hệ thống các phương trình liên tục, phương trình Becnuli và Phương trình biến thiên động lượng đối với chất lỏng chuyển động ổn định. Các loại tổn thất trong dòng chảy và cách áp dụng các phương trình này vào giải các bài toán về chuyển động ổn định của chất lỏng. – Các khái niệm về dòng chảy qua lỗ vòi, dòng tia và áp dụng trong thực tế. – Các kiến thức về dòng chảy ổn định trong ống có áp từ đó vận dụng vào giải các bài toán vế tính toán thủy lực mạng lưới đường ống cấp nước – Các kiến thức, các đặc điểm cơ bản của dòng chảy đều không áp trong kênh từ đó vận dụng vào giải các bài toán về thiết kế các loại kênh mương thoát nước đơn giản và phức tạp |
1.2.1, 1.2.2, 1.2.3, 1.2.4,
|
G2
(Nghề nghiệp) |
– Có khả năng áp dụng các quy luật cân bằng và chuyển động của chất lỏng cũng như lực tương tác giữa chất lỏng và vật rắn từ đó tìm ra các biện pháp áp dụng những quy luật này để giải quyết các bài toán trong kỹ thuật và thực tế cuộc sống.
– Phát hiện và áp dụng các kiến thức liên quan vào giải quyết các bài toán về tính áp suất, áp lực tác dụng lên cửa đập, cửa van công trình, tính lực đẩy nổi. – Phát hiện và định dạng chuyển động của chất lỏng trong dòng chảy, từ đó tìm ra các vấn đề liên quan đến sức cản thủy lực và các loại tổn thất cột nước trong dòng chảy. – Có khả năng phân tích, thu thập tổng hợp, tra cứu các tài liệu liên quan đến tính toán thủy lực mạng lưới đường ống cấp nước, tính toán và lựa chọn máy bơm cấp nước cũng như vị trí đặt máy bơm trong công trình cấp nước. – Có khả năng ứng dụng các kiến thức liên quan vào thiết kế các loại kênh mương thoát nước đơn giản và phức tạp. |
2.1.3, 2.1.4,
2.1.6, 2.3.1, 2.3.2, 2.4.1, 2.5
|
G3
(Kỹ năng mềm) |
– Xây dựng được các kế hoạch làm việc phù hợp và phát huy hiệu quả của phương pháp làm việc nhóm.
– Biết lập kế hoạch học tập, thu thập dữ liệu và tự học. |
|
G4
(Phẩm chất đạo đức) |
– Chăm chỉ chịu khó học tập
– Nắm bắt và tuân thủ theo các quy định của pháp luật, của ngành. |
|
G5
(Thái độ) |
– Thể hiện thái độ ứng xử chuyên nghiệp
– Luôn cập nhật các nghiên cứu ứng dụng có liên quan |
- Mô tả vắn tắt nội dung học phần:
Thủy Lực phần 1 là học phần cơ sở của các ngành kỹ thuật nói chung và ngành kỹ thuật cấp thoát nước nói riêng. Học phần nhằm trang bị cho người học các kiến thức cơ sở về Thủy lực, phần thủy tĩnh như các loại áp suất, áp lực, cách vẽ biểu đồ phân bố áp suất, áp lực, tính các lực của chất lỏng tác dụng lên thành phẳng, thành cong của công trình thường gặp trong kỹ thuật. Phần thủy động như hệ thống các phương trình liên tục, phương trình Becnuli và Phương trình biến thiên động lượng đối với chất lỏng chuyển động ổn định và các loại tổn thất trong dòng chảy, từ đó giải quyết các bài toán về tính lưu lượng, áp suất, các hệ số tổn thất. Bên cạnh đó với kiến thức về dòng chảy qua lỗ vòi còn giúp người học hiểu khái niệm về tính dòng chảy qua các bể chứa, hệ thống vòi phun. Với kiến thức về thủy lực mạng lưới đường ống dài có áp, có khả năng giúp người học xây dựng và giải quyết các bài toán về cấp thoát nước, đặc biệt là các phần tính toán dòng chảy đều không áp trong kênh từ đó vận dụng vào giải quyết các bài toán thiết kế và cải tạo các loại mặt cắt kênh thoát nước dạng đơn giản hoặc phức tạp.
- Chuẩn đầu ra của học phần
Mục tiêu | Chuẩn đầu ra học phần | Mô tả
Sau khi học xong môn này người học có thể: |
G1 |
G1.1 | – Hiểu biết về những tính chất vật lý cơ bản của chất lỏng. Các loại lực tác dụng.
– Các tính chất của áp suất, phân loại áp suất, cách đo áp suất. Cách vẽ các biểu đồ phân bố áp suất, áp lực. – Cách tính các loại áp suất và tính các loại lực tác dụng lên thành phẳng, thành cong công trình. |
G1.2 | – Hiểu về các yếu tố thủy lực của dòng chảy và phân loại chuyển động, phân loại dòng chảy.
– Ứng dụng hệ thống các phương trình liên tục, phương trình Becnuli đối với chất lỏng chuyển động ổn định vào giải các bài toán về động lực học chất lỏng. |
|
G1.3 | – Tính các loại tổn thất trong dòng chảy kết hợp với phương trình liên tục, phương trình Becnuli vào giải các bài toán về tính lưu lượng, áp suất, đường kính ống, chiều dài đoạn dòng chảy… | |
G1.4 | – Hiểu rõ thế nào là đường ống đơn giản, đường ống phức tạp, phân loại ống dài và ống ngắn thủy lực từ đó hiểu rõ cách giải các bài toán đơn giản về tính toán thủy lực ống dài.
– Các kiến thức về dòng chảy ổn định trong ống có áp từ đó vận dụng vào giải các bài toán về tính toán thủy lực đường ống phức tạp – Hiểu rõ thế nào là mạng lưới đường ống nhánh, vòng và mạng lưới đường ống kết hợp. – Tính toán thủy lực mạng lưới đường ống cấp nước trên cơ sở thiết lập điều kiện cân bằng cột nước và cân bằng lưu lượng của dòng chảy từ đó tính toán thủy lực mạng lưới đường ống nhánh, mạng lưới đường ống vòng và mạng lưới đường ống kết hợp. – Hiểu các đặc điểm cơ bản của dòng chảy đều không áp trong kênh. – Tính các loại kênh mương thoát nước có mặt cắt ngang đơn giản và phức tạp và trong kênh |
|
G2 |
G2.1 | Có khả năng lập luận, phát hiện, giải quyết các vấn đề liên quan đến các loại áp suất, áp lực tác dụng lên thành công trình và tính lực đẩy nổi tác dụng lên công trình. |
G2.2 | Phát hiện và định dạng các loại tổn thất cột nước trong dòng chảy. Từ đó có khả năng thu thập, tổng hợp tra cứu các tài liệu liên quan đến các loại tổn thất cột nước trong dòng chảy | |
G2.3 | Có khả năng phân tích các vấn đề tính toán thủy lực ống dài, ống ngắn và các mạng lưới đường ống | |
G2.4 | Có khả năng đánh giá được sự thay đổi về công nghệ, các loại vật liệu đường ống cấp nước ảnh hưởng đến tổn thất cột nước trong mạng lưới cấp nước
Có khả năng áp dụng các loại vật liệu xây dựng mới vào thiết kế các loại kênh mương thoát nước trong đô thị |
|
G2.5 | Có khả năng đánh giá được sự thay đổi về công nghệ thích ứng với tình hình thực tế tại các doanh nghiệp cơ sở sản xuất | |
G3 | G3.1 | Xây dựng kế hoạch làm việc và phát huy hiệu quả làm việc nhóm |
G3.2 | Biết lập kế hoạch học tập, thu thập tài liệu và tự học | |
G4 |
G4.1 | Chăm chỉ chịu khó học tập |
G4.2 | Nắm bắt và tuân thủ theo các quy định của pháp luật, của ngành | |
G5.1 | Thể hiện thái độ ứng xử chuyên nghiệp | |
G5 | G5.2 | Luôn cập nhật các nghiên cứu, ứng dụng có liên quan |
- Giáo trình và tài liệu tham khảo
10.1 Giáo trình
- Vũ Văn Tảo; Nguyễn Cảnh Cầm (2006), Thuỷ lực – Tập 1, NXB Nông Nghiệp.
- Hoàng Văn Quý; Nguyễn Cảnh Cầm( 2005), Bài tập Thuỷ lực – Tập 1, NXB Xây dựng .
10.2. Tài liệu tham khảo
- Phùng Văn Khương; Trần Đình Nghiên; Phạm Văn Vĩnh (2007), Thuỷ Lực – Tập 1: Thuỷ Lực đại cương, NXB XD.
- Nguyễn Tài; Tạ Ngọc Cầu (1999), Thuỷ lực đại cương: Tóm tắt lí thuyết, bài tập, số liệu tra cứu, NXB Xây Dựng.
- Kế hoạch và phương pháp giảng dạy
Số tiết | Nội dung | Chuẩn đầu ra học phần | Phương pháp giảng dậy |
1 |
CHƯƠNG 1 – MỞ ĐẦU
1.1 GIỚI THIỆU MÔN HỌC 1.2 NHỨNG TÍNH CHẤT VẬT LÝ CƠ BẢN CỦA CHẤT LỎNG 1.3 CÁC LOẠI LỰC TÁC DỤNG |
G1.1, G4.1 | |
7 | CHƯƠNG 2 – THUỶ TĨNH HỌC
2.1 ÁP SUẤT THUỶ TĨNH 2.1.1 Khái niệm áp suất thủy tĩnh 2.1.2 Tính chất của áp suất thuỷ tĩnh 2.2.2 Mặt đẳng áp và mặt đẳng thế 2.2.3 Khái niệm áp lực 2.3 SỰ CÂN BẰNG CỦA CHẤT LỎNG TRỌNG LỰC 2.3.1. Phương trình cơ bản của thủy tĩnh học 2.3.3. Phân loại áp suất và cách đo áp suất 2.4 ÁP LỰC THỦY TĨNH CỦA CHẤT LỎNG TÁC DỤNG LÊN THÀNH PHẲNG 2.4.1. Sự phân bố áp suất thủy tĩnh lên thành của công trình 2.4.2. Tính áp lực chất lỏng lên thành phẳng 2.4.3 Áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên thành phẳng hình chữ nhật có đáy nằm ngang 2.5 ÁP LỰC THUỶ TĨNH TÁC DỤNG LÊN MẶT CONG CHỊU LỰC 2.5.1 Vật áp lực 2.5.2 Tính áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên mặt cong chịu lực Bài tập |
G2.1, G4.1 |
Thuyết trình, thảo luận, bài tập
|
5 |
CHƯƠNG 3- ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LỎNG
3.1 CÁC YẾU TỐ THUỶ ĐỘNG 3.2 QUỸ ĐẠO – ĐƯỜNG DÒNG – DÒNG NGUYÊN TỐ – DÒNG CHẢY 3.2.1 Quỹ đạo 3.2.2 Đường dòng 3.2.3 Dòng nguyên tố 3.2.4 Dòng chảy 3.3 PHÂN LOẠI CHUYỂN ĐỘNG 3.3.1 Chuyển động ổn định và không ổn định 3.3.2 Dòng chảy không đều và đều 3.3.3 Dòng chảy có áp, không áp và dòng tia 3.3.4 Dòng chảy đổi dần và đổi đột ngột 3.4 CÁC YẾU TỐ THUỶ LỰC CỦA DÒNG CHẢY 3.4.1 Mặt cắt ướt 3.4.2 Chu vi ướt 3.4.3 Bán kính thủy lực 3.4.4 Lưu lượng 3.4.5 Lưu tốc trung bình 3.5 PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤC CỦA CHẤT LỎNG CHUYỂN ĐỘNG LIÊN TỤC 3.5.1 Phương trình vi phân liên tục 3.5.2 Phương trình liên tục của dòng nguyên tố 3.5.3 Phương trình liên tục của toàn dòng chảy 3.6 PHƯƠNG TRÌNH BÉCNULI ĐỐI VỚI DÒNG NGUYÊN TỐ CHẤT LỎNG LÝ TƯỞNG CHUYỂN ĐỘNG ỔN ĐỊNH 3.7 PHƯƠNG TRÌNH BÉCNULI ĐỐI VỚI DÒNG NGUYÊN TỐ CHẤT LỎNG THỰC CHUYỂN ĐỘNG ỔN ĐỊNH 3.8 PHƯƠNG TRÌNH BÉCNULI ĐỐI VỚI TOÀN DÒNG CHẤT LỎNG THỰC CHUYỂN ĐỘNG ỔN ĐỊNH – PHẠM VI ÁP DỤNG 3. 8.1 Phương trình Bécnuli 3.8.2 Phạm vi áp dụng phương trình Bécnuli 3.9 Ý NGHĨA NĂNG LƯỢNG – Ý NGHĨA THUỶ LỰC CỦA PHƯƠNG TRÌNH BÉCNULI – ĐỘ DỐC THUỶ LỰC, ĐỘ DỐC ĐO ÁP 3.9.1 Ý nghĩa năng lượng của phương trình Bécnuli 3.9.2 Ý nghĩa thuỷ lực 3.9.3 Độ dốc thuỷ lực – Độ dốc đo áp 3.10 ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG TRÌNH BECNULI 3.10.1 Đo lưu tốc 3.10.2 Đo lưu lượng 3.11 PHƯƠNG TRÌNH BIẾN THIÊN ĐỘNG LƯỢNG |
G1.1 G2.1, G4.1 | |
6 | CHƯƠNG 4 – TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG TRONG DÒNG CHẢY
4.1 PHÂN LOẠI TỔN THẤT 4.2 THÍ NGHIỆM RÂYNÔN – HAI TRẠNG THÁI CHẢY 4.2.1 Thí nghiệm Râynôn 4.2.2. Tiêu chuẩn phân biệt hai trạng thái chảy 4.3 PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN DÒNG CHẢY ĐỀU VÀ CÔNG THỨC TÍNH TỔN THẤT DỌC ĐƯỜNG TRONG DÒNG CHẢY ĐỀU 4.3.1 Phương trình cơ bản của dòng đều 4.3.2 Công thức Đacxy tính tổn thất dọc đường trong dòng chảy đều 4.3.3 Công thức Sê-di 4.4 TRẠNG THÁI CHẢY TẦNG TRONG ỐNG 4.4.1 Sự phân bố lưu tốc trong dòng chảy tầng 4.4.2 Lưu lượng và lưu tốc trung bình 4.4.3 Tổn thất dọc đường trong dòng chảy tầng 4.4.4 Hệ số sức cản trong dòng chảy tầng 4.5 TRẠNG THÁI CHẢY RỐI 4.5.1 Hiện tượng mạch động lưu tốc và áp suất 4.5.2 Ứng suất tiếp trong dòng chảy rối 4.5.3 Cấu tạo dòng chảy rối, thành trơn – thành nhám thuỷ lực 4.5.5 Thí nghiệm của Nicurátơ – Quy luật biến thiên của hệ số sức cản trong dòng chảy rối 4.5.6 Công thức tính hệ số sức cản Darcy trong công thức tính tổn thất dọc đường 4.5.7 Công thức kinh nghiệm xác định hệ số Chezy 4.6 TỔN THẤT CỘT NƯỚC CỤC BỘ 4.6.1 Hiện tượng xảy ra nơi có tổn thất cục bộ 4.6.2 Tổn thất cột nước mở rộng đột ngột – Công thức Boóc-da 4.6.3 – Một số dạng tổn thất cục bộ trong ống Bài tập |
G1.2, G2.1 G3.1, G3.2, G4.1 | |
1 | CHƯƠNG 5 – DÒNG CHẢY QUA LỖ VÒI – DÒNG TIA
5.1 PHÂN LOẠI DÒNG CHẢY QUA LỖ 5.2 DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH QUA LỖ 5.2.1 Dòng chảy ổn định, tự do qua lỗ nhỏ thành mỏng 5.2.2 Dòng chảy ngập qua lỗ 5.3 DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH QUA VÒI 5.3.1 Khái niệm vòi 5.3.2 Phân loại vòi 5.3.3 Tính lưu lượng dòng chảy qua vòi 5.3.4 Tính độ cao chân không trong vòi 5.3.5 Hiện tượng xâm thực trong vòi 5.4 DÒNG KHÔNG ỔN ĐỊNH QUA LỖ THÀNH MỎNG 5.5 DÒNG TIA |
G1.2, G1.3, G2.2, G3.1,
G3.2, G4.1 |
|
6 | CHƯƠNG 6 – DÒNG CHẢY ỔN ÐỊNH TRONG ỐNG CÓ ÁP
6.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN 6.1.1 Dòng chảy có áp 6.1.2 Phân loại đường ống 6.2 TÍNH TOÁN THUỶ LỰC ĐƯỜNG ỐNG NGẮN 6.2.1 Ốnng xi phông tháo nước 6.2.2 Tính toán thuỷ lực máy bơm 6.3 TÍNH TOÁN THUỶ LỰC ĐƯỜNG ỐNG DÀI 6.3.1 Đường ống dài đơn giản 6.3.2 Đường ống chảy ổn định tháo nước liên tục 6.3.3 Đường ống nối song song 6.3.4 Đường ống mắc nối tiếp 6.3.5 Tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước Bài tập |
G1.2, G1.3, G2.2, G3.1,
G3.2, G4.1 |
|
3 | CHƯƠNG 7 – DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH ĐỀU KHÔNG ÁP TRONG KÊNH
7.1 KHÁI NIỆM CHUNG 7.1.1 Dòng chảy đều không áp trong kênh 7.1.2 Công thức tính toán thủy lực cơ bản 7.2 MẶT CẮT KÊNH 7.2.1. Mặt cắt kênh thường dùng 7.2.2. Các yếu tố thuỷ lực của mặt cắt ướt 7.2.3 Mặt cắt có lợi nhất về thuỷ lực 7.3 CÁC BÀI TOÁN CƠ BẢN VỀ KÊNH HỞ HÌNH THANG 7.3.1 Tính kênh đã biết. 7.3.2 Thiết kế kênh mới 7.4 TÍNH KÊNH CÓ ĐIỀU KIỆN PHỨC TẠP 7.4.1 Mặt cắt đơn giản nhưng có độ nhám khác nhau 7.4.2 Mặt cắt kênh phức tạp có độ nhám khác nhau 7.5 TÍNH TOÁN THUỶ LỰC CHO DÒNG CHẢY ĐỀU KHÔNG ÁP TRONG KÊNH KÍN 7.5.1 Các yếu tố thủy lực 7.5.2 Tính toán theo phương pháp đồ thị 7.6 LƯU TỐC CHO PHÉP TÍNH TOÁN TRÊN KÊNH HỞ Bài tập |
G1.2, G1.3, G2.2, G3.1,
G3.2, G4.1 |
|
1 | Bài kiểm tra |
- Yêu cầu với người học và cơ sở vật chất giảng đường:
12.1. Với người học:
– Dự các buổi học trên lớp: tối thiểu 80% tổng số tiết.
– Thực hiện các bài tập ở nhà và các bài kiểm tra theo yêu cầu của giảng viên.
– Có tinh thần chủ động, tích cực, cầu thị và chuyên nghiệp.
12.2. Cơ sở vật chất giảng đường:
– Có máy chiếu, bảng.
– Có micro và hệ thống trang âm.
- Phương pháp đánh giá học phần
Tự luận: ■
– Đánh giá quá trình: 20%
– Bài thi kết thúc học phần: 80%
Hà Nội, ngày tháng năm | ||
HIỆU TRƯỞNG
PGS.TS. Lê Quân |
TRƯỞNG KHOA
|
TRƯỞNG BỘ MÔN
TS. Nguyễn Văn Nam |