đề cương chi tiết học phần cơ học lưu chất

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN 1. Tên học phần : Cơ học lưu chất (Fluid Mechanics) - Mã số học phần : CN108 - Số tín chỉ học phần : 2 tín chỉ - Số tiết học phần : 20 tiết lý thuyết, 20 bài tập lớn và 60 tiết tự học. 2. Đơn vị phụ trách học phần: - Bộ môn : Bộ môn Kỹ thuật Xây dựng - Khoa/Viện/Trung tâm/Bộ môn: Khoa Công nghệ - ĐHCT 3. Điều kiện tiên quyết: CN101 (cơ lý thuyết) 4. Mục tiêu của học phần: Cơ học lưu chất là môn khoa học cơ sở, nghiên cứu những quy luật cân bằng và chuyển động của chất lỏng-chất khí. Nghiên cứu vận dụng những quy luật ấy để giải quyết các vấ n đề kỹ thuật trong thực tiễn sản xuất, như xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện, thủy công, trạm bơm, kênh dẫn, xây dựng dân dụng, cầu cảng, cấp thoát nước, cầu đường, chế tạo máy thủy lực: bơm, tuôc-bin, động cơ thủy, truyền động thủy lực 4.1. Kiến thức: 4.1.1. Chất lưu gồm chất l ỏng và chất khí. Các tính chất vật lý. Phân biệt chất lưu lý tưởng và chất lưu thực. Thế nào là lực khối và lực mặt. 4.1.2. Viết đúng: Phương trình vi phân chất lỏng cân bằng, phương trình áp suất thủy tĩnh, công thức tính: áp suất tuyệt đối, áp suất tương đối, áp lực lên thành phẳng, áp lực lên thành cong, Vật nổi cân bằng, định Acsimet. Vẽ được biểu đồ áp suất đơn giản. Xác đị nh được vị trí điểm đặt áp lực. 4.1.3. Thuộc được các khái niệm về dòng chảy. Viết được 3 phương trình: liên tục, Bernouilli, động lượng và thuộc được tên các biến của phương trình (ý nghĩa các thông số về thủy lực và năng lượng) 4.1.4. Áp dụng được các công thức tính tổn thất dọc đường, tổn thất cục bộ. Xác định được hệ số tổn thất d ọc đường (công thức Che1zy) , tổn thất cục bộ (công thức Weisbach) và tra bảng các trường hợp tổn thất cục bộ. Nhớ được các trạng thái chảy. 4.1.5. Hiểu và phân biệt được phân các loại lỗ vòi, áp dụng được công thức tính lưu lượng qua lỗ vòi và phương trình vi phân dòng chảy không ổn định qua lỗ nhỏ thành mỏng. 4.1.6. Phân biệt được như thế nào ống dài, ống ngắn và công thức tính toán ống ngắn (công thức Darcy). Tính được bài toán ống các loại đơn giản, ống mắc nối tiếp, mắc song song và ống phân nhánh. 4.2. Kỹ năng: 2 4.2.1. Chứng minh, diễn giải các công thức đã học 4.2.2. Kết hợp 2 hay nhiều kiến thức vừa học 4.2.3. Kết hợp kiến thức vừa học với các học phần đã học 4.2.4. Giải quyết các bài toán chuyên sâu 4.2.5. Tổng hợp kiến thức đã học 4.2.6. Trả lời các câu hỏi trắc nghiệm 4.3. Thái độ: 4.3.1. Siêng năng, học theo hướng dẫn của giảng viên 4.3.2. Phản ánh những vấn đề chưa rõ, chưa hiểu 4.3.3. Sinh viên cần trau dồi tính chủ động, tích cực trong học tập ở lớp học, ở nhà cũng như trong các môi trường khác; 4.3.4. Đề cao tinh thần tự học tập và nghiên cứu của sinh viên. 4.3.5. Sinh viên cần tích cực trong trao đổi, học hỏi và cùng nhau bàn luận về những vấn đề và khó khăn, thách thức của ngành nghề 4.3.6. Trình bày những mong muốn của người học sau khi hoàn thành học phần 5. Mô tả tóm tắt nội dung học phần: Nội dung học phần cơ học chất lưu gồm có 3 nội dung chính như sau: 5.1. Phần thủy tĩnh học: bản chất của thủy tĩnh học được diễn toán bởi phương trình Euler (phương trình vi phân phân chất lỏng cân bằng). Nhấn mạnh ph ần áp suất thủy tĩnh tuyệt đối vì đối tượng là sinh viên ngành xây dựng. Điểm thứ hai là Áp lực lên thành phẳng, thành công và định luật đẩy nổi (Định luật Acsimet). Bao gồm trong chương I và chương II 5.2. Phần động lực học: Chủ yếu giải các bài toán dòng chảy ổn định trong không gian một chiều. Kiến thức tập trung vào các phương trình liên tục, phương trình Bernouilli, phương trình động lượng và các công thức tính toán tổn thất nă ng lượng dòng chảy. 5.3. Vận dụng kiến thức cơ học lưu chất cơ sở (phần 5.1 và 5.2.): Ứng dụng cho bài toán dòng chảy qua lỗ vòi, dòng tia và đường ống có áp. Là cơ sở cho các học phần thủy lực công trình, máy bơm trạm bơm, cấp thoát nước, . . . 6. Cấu trúc nội dung học phần: 6.1. Lý thuyết Nội dung Số tiết Mục tiêu Chương 1. Mở đầu 2 1.1. Định nghĩa và các tính chất v ật lý chất lưu 4.1.1, 4.2.1, 1.2. Khoa học về chất lưu 4.2.6, 4.3 1.3. Phương pháp khảo sát 1.3. Phương pháp khảo sát Chương 2. Thủy tĩnh học 6 4.1.2 2.1. Định nghĩa và tính chất áp suất 4.2, 4.3 3 6.2. Thực hành Nội dung Số tiết Mục tiêu Bài 1. Các tính chất vật lý chất lưu 1 4.1.1, 4.2, 4.3 1.1. Khối lượng riêng và trọng lượng riêng 1.2. Tính nhớt của chất lưu 1.3. Tính ép do nhiệt 1.3. Tính ép do áp suất Bài 2. Áp suất thủy tĩnh tuyệt đối 4 4.2, 4.3 2.1. Áp dụng thành thạo phương trình áp suất thủy tĩnh 2.2. Bài toán sử dụng phương trình áp suất thủy tĩnh và 2.2. Phương trình vi phân cơ bản chất lỏng (Euler) 2.3. Sự cân bằng chất lỏng trọng lực 2.4. Sự cân bằng chất lỏng chuyển động tương đối 2.5. Áp lực thành phẳng và thành cong 2.6. Định luật Acsimet và cân bằng vật nổi Chương 3. Đông lực học chất lỏng trong không gian một chiều 3 4.1.3, 4.2, 4.3 3.1. Các khái niệm về dòng chảy 3.2. Phương trình liên tục và ứng dụng 3.3. Phương trình Bernouilli và ứng dụng 3.4. Phương trình Động lượng và ứng dụng Chương 4. Tổn thất năng lượng 3 4.1.4, 4.2, 4.3 4.1. Các khái niệm về tổn thất- trạng thái chảy. 4.2. Phương trình cơ bản dòng chảy ổn định đều 4.3. Trạng thái chảy tầng trong ống 4.4. Trạng thái chảy rối trong ống 4.5. Tổn thất cục bộ Chương 5. Dòng chảy qua lỗ vòi - dòng tia 3 4.1.5, 4.2, 4.3 5.1. Các khái và phân loại về lỗ vòi-dòng tia 5.2. Công thức tính dòng chảy ổn định qua lỗ vòi 5.3. Phương trình vi phân dòng chảy không ổn định qua lỗ nhỏ thành mỏng 5.4. Những đặc tính động lực của dòng tia Chương 6. Dòng chảy ổn định trong ống có áp 3 4.1.6, 4.2, 4.3 6.1. Khái niệm về ống dài, ống ngắn 6.2. Tính toán ống dài đơn giản 6.3. Tính toán đường ống nối tiếp và đường ống nối song song 6.4. Tính toán đường ống phức tạp: ống phân nhánh và ống vòng 6.5. Tính toán thủy lực ống ngắn (đường ống máy bơ m) 4 mặt đẳng áp 2.3. Giải quyết bài toán sử dụng phương trình áp suất thủy tĩnh, áp suất tương đối và tính chất mặt đẳng áp 2.4. Giải quyết bài toán sử dụng phương trình áp suất thủy tĩnh, tính chất mặt đẳng áp và bảo toàn thể tích 2.5. Trên sơ đồ tính cho biết, đoạn ống nào sinh ra áp suất chân không và áp suất dư, giải thích 2.6. Vẽ biểu đồ áp suất thủy t ĩnh lên thành phẳng và thành cong 2.7. Trên sơ đồ tính cho biết, đoạn ống nào sinh ra áp suất chân không và áp suất dư, giải thích 2.8. Trên sơ đồ tính cho biết, đoạn ống nào sinh ra áp suất chân không và áp suất dư, giải thích Bài 3. Áp suất thủy tĩnh tương đối 3 4.2, 4.3 3.1. Chuyển động có thẳng có gia tốc không đổi 3.2. Chuyển động quay đều, trục đứng và ngang Bài 4. Áp lực thủy tĩnh 3 4.2, 4.3 4.1. Áp lực lên thành phẳng 4.2. Áp lự c lên thành phẳng và viết phương trình cân bằng lực 4.3. Áp lực lên thành cong và viết phương trình cân bằng lực Bài 5. Dòng chảy ổn định trong không gian một chiều 2 4.2, 4.3 5.1. Phương trình liên tục và phương trình Bernouilli 5.2. Phương trình động lượng 5.3. Phương trình: động lượng, Bernouilli và liên tục Bài 6. Tổn thất năng lượng 3 4.2, 4.3 6.1. Tính tổn thất dọc đường tổn thất cục bộ và sử dụng phương trình Bernouilli 6.2. Vẽ đường đường đo áp, sử dụng đường này giải quyết các học phần chuyên môn khác và thực tiễn 6.3. Tính tổn thất cho sơ đồ máy bơm (ống ngắn) Bài 7. Lỗ vòi 2 4.2, 4.3 7.1. Các bài toán dòng chảy ổn định qua lỗ vòi 7.2. Các bài toán dòng chảy không ổn định qua lỗ Bài 8. Đường ống có áp 2 4.2, 4.3 8.1. Các bài toán đường ống đơn giản 8.2. Bài toán đường ống phân nhánh 8.3. Tính toán đường ống vòng 7. Phương pháp giảng dạy: - Cán bộ hướng dẫn trướ c nội dung bài học kế tiếp; - Sinh viên tham khảo trước tài liệu ở nhà, đến lớp sinh viên nêu thắc mắc bài tập về nhà, bài giảng củ và bài mới; - Sinh viên báo cáo chuyên đề phân công nhóm; - Giảng viên giải đáp và trình bày hệ thống kiến thức trong nội dung hướng dẫn; 5 - Vận dụng kiến thức trong việc giải các bài toán cơ bản, hướng dẫn những bài toán khó hơn và gợi mở các bài toán nên tham khảo cho các môn học liên quan cần kiến thức này.; - Nêu tình huống xử lý, sinh viên chuẩn bị báo cáo theo nhóm 8. Nhiệm vụ của sinh viên: Sinh viên phải thực hiện các nhiệm vụ như sau: - Tham dự tối thiểu 80% số tiết học lý thuyết. - Tham gia đầy đủ 80% giờ bài tập có báo cáo kết quả. - Th ực hiện đầy đủ các bài tập nhóm/ bài tập và được đánh giá kết quả thực hiện. - Tham dự kiểm tra giữa học kỳ. - Tham dự thi kết thúc học phần. - Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học. 9. Đánh giá kết quả học tập của sinh viên: 9.1. Cách đánh giá Sinh viên được đánh giá tích lũy học phần như sau: TT Điểm thành phần Quy định Tr ọng số Mục tiêu 1 Điểm chuyên cần Số tiết tham dự học/tổng số tiết 10% 4.3 2 Điểm bài tập Số bài tập đã làm/số bài tập được giao 10% 4.2.1; 4.2.2 4.3 3 Điểm bài tập nhóm - Báo cáo/thuyết minh/ - Được nhóm xác nhận có tham gia 10% 4.2.3; 4.2.5; 4.2.6; 4.3. 4 Điểm kiểm tra giữa kỳ - Thi viết/trắc nghiệm/ 60 phút 20% 4.2, 4.3 5 Điểm thi kết thúc học phần - Thi viết/trắc nghiệm/vấn đáp/ 60 phút - Tham dự đủ 80% tiết lý thuyết và 80% giờ thực hành - Bắt buộc dự thi 50% 4.2; 4.3 9.2. Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc học phần được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân. - Điểm học phần là tổng điểm của tất cả các điểm đánh giá thành phần của học phần nhân với trọng số tương ứng. Điểm học phần theo thang đ iểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân, sau đó được quy đổi sang điểm chữ và điểm số theo thang điểm 4 theo quy định về công tác học vụ của Trường. 10. Tài liệu học tập: Thông tin về tài liệu Số đăng ký cá biệt [1] Thủy lực- T.1 / Vũ Văn Tảo, Nguyễn Cảnh Cầm Lần 4 Hà Nội: Giáo dục, 1994 267 tr., 24 cm 627/ T108/T.1 MOL.018868, MOL.030618, CN.013871 [2] Thủy lực; T1 / I I Agroskin, F I Pikalov, G C Dmitriev; TQ011216, 6 Dịch giả: Thái Văn Lễ 3rt Hà Nội: Năng lượng, 1963, 823tr 627/ A281/T1 M019148 [3] Giáo trình thủy lực học Dùng trong các trường Trung học xây dựng / Bộ Xây dựng Hà Nội: Xây dựng, 1979, 181tr 532.107/ B450 MOL.013856, SP.006908 [4] Bài giảng Cơ học lưu chất Được cập nhật phổ biến tại lớp 11. Hướng dẫn sinh viên tự học: Tuần Nội dung Lý thuyết (tiết) Thực hành (tiết) Nhiệm vụ của sinh viên 1 - Chương 1. Mở Đầu 1.1. Định nghĩa và các tính chất vật lý chất lưu 1.2. Khoa học về chất lưu 1.3. Phương pháp khảo sát 2 2 - Nghiên cứu trước: + Đề cương học phần + Tài liệu [1], [2], [3] : có tìm được không? 2 - 3 Chương 2: 2.1. Định nghĩa và tính chất áp suất 2.2. Phương trình Euler 2.3. Sự cân bằng chất lỏng trọng lực 3 3 - Nghiên cứu trước: +Tài liệu [4]: nội dung từ mục 2.1 đến 2.3, Chương 2 +Làm bài tập ở nhà và bài tập tự tìm + Làm bài tập theo nhóm (danh sách phân chia) + Viết báo cáo theo chuyên đề 3 - 4 Chương 2: 2.3. Sự cân bằng chất lỏng trọng lực( tiếp theo) 2.4. Sự cân bằng chất lỏng tương đối 3 3 - Nghiên cứu trước: +Tài liệu [4]: nội dung từ mục 2.3 đến 2.4, Chương 2 +Làm bài tập ở nhà và bài tập tự tìm + Làm bài tập theo nhóm (danh sách phân chia) + Viết báo cáo theo chuyên đề 5-7 Chương 2: 2.5. Áp lực lên thành phẳng và thành cong 2.6 Định luật Acsimet và vật nổi cân bằng 4 4 - Nghiên cứu trước: +Tài liệu [4]: nội dung từ mục 2.5 đến 2.6, Chương 2 +Làm bài tập ở nhà và bài tập tự tìm + Làm bài tập theo nhóm (danh sách phân chia) + Viết báo cáo theo chuyên đề 8-9 Chương 3: Từ mục 3.1 đến 3.4 2 2 - Nghiên cứu trước: +Tài liệu [4]: nội dung từ mục 3.1 đến 3.4, Chương 3 +Làm bài tập ở nhà và bài tập tự tìm + Làm bài tập theo nhóm (danh sách 7 phân chia) + Viết báo cáo theo chuyên đề 9-10 Chương 4: Từ mục 4.1 đến 3.5 2 2 - Nghiên cứu trước: +Tài liệu [4]: nội dung từ mục 4.1 đến 4.5, Chương 4 +Làm bài tập ở nhà và bài tập tự tìm + Làm bài tập theo nhóm (danh sách phân chia) + Viết báo cáo theo chuyên đề 11- 12 Chương 5: Từ mục 5.1 đến 5.4 3 3 - Chuẩn bị thi giữa kỳ - Nghiên cứu trước: +Tài liệu [4]: nội dung từ mục 5.1 đến 5.4, Chương 5 +Làm bài tập ở nhà và bài tập tự tìm + Làm bài tập theo nhóm (danh sách phân chia) + Viết báo cáo theo chuyên đề 13- 14 Chương 6: Từ mục 6.1 đến 6.5 3 3 - Nghiên cứu trước: +Tài liệu [4]: nội dung từ mục 6.1 đến 6.5, Chương 6 +Làm bài tập ở nhà và bài tập tự tìm + Làm bài tập theo nhóm (danh sách phân chia) + Viết báo cáo theo chuyên đề 14- 15 Ôn thi, giải đáp thắc mắc về kỳ thi 4 4 Nộp bài tập đã làm và các bài kiểm tra quá trình 16 Tổ chức thi và trả bài thi 4 4 Ôn tập thi Cần Thơ, ngày … tháng … năm 20… TL. HIỆU TRƯỞNG TRƯỞNG KHOA/GIÁM ĐỐC VIỆN/ GIÁM ĐỐC TRUNG TÂM TRƯỞNG BỘ MÔN . TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN 1. Tên học phần : Cơ học lưu chất (Fluid Mechanics) - Mã số học phần : CN108. người học sau khi hoàn thành học phần 5. Mô tả tóm tắt nội dung học phần: Nội dung học phần cơ học chất lưu gồm có 3 nội dung chính như sau: 5.1. Phần thủy tĩnh học: bản chất của thủy tĩnh học. kiện tiên quyết: CN101 (cơ lý thuyết) 4. Mục tiêu của học phần: Cơ học lưu chất là môn khoa học cơ sở, nghiên cứu những quy luật cân bằng và chuyển động của chất lỏng -chất khí. Nghiên cứu vận