Lista kursów

English version

Kod kursu: IISS10060o13
Rok / Semestr: 2013/2014 letni
Nazwa: Mechanika płynów
Kierunek: Inżynieria Środowiska
Typ studiów: I st. - inżynierskie
Rodzaj kursu: Obligatoryjny
Semestr studiow: 2
Punkty ECTS: 7
Formy kształcenia (wykłady / ćwiczenia / inne): 30 / 45 / 0
Prowadzący: dr inż. Tomasz Tymiński
Język: polski


Efekty kształcenia: Wiedza Zna własności fizyczne cieczy i gazów, zna zasady statycznego oddziaływania cieczy na powierzchnie płaskie i zakrzywione, pływające i zatopione; posiada wiedzę z zakresu opisu zjawisk i praw rządzących przepływem płynów; zna zasady dynamicznego oddziaływania cieczy na otaczające ją ściany (powierzchnie); zna zasady modelowania w mechanice płynów; posiada wiedzę na temat przepływu gazó w przez urządzenia inżynierskie; zna podstawy ruchu ciał stałych w cieczach oraz przepływu mieszanin złożonych z cieczy i cząstek stałych. Umiejętności Umie obliczyć wielkość sił statycznych i dynamicznych działających na powierzchnie ograniczające ciecz w spoczynku i w ruchu; potrafi wykonać obliczenia hydrauliczne wymiarujące przewody i kanały oraz budowle wodne; potrafi określić wielkość przepływu gazu przez otwory i dysze; potrafi zaprojektować najważniejsze parametry przepływu mieszanin w rurociągach.

Kompetencje: Znajomość podstawowych praw opisujących ruch cieczy i gazów pozwoli mu w sytuacjach krytycznych podejmować poprawne decyzje wynikające z analiz opartych na znajomości tych zjawisk.

Wymagania wstępne: algebra, analiza matematyczna, fizyka

Treści kształcenia: Podstawowe właściwości fizyczne cieczy i gazów. Hydrostatyka - ciśnienie i parcie hydrostatyczne. Parcie cieczy na ściany płaskie i zakrzywione. Podstawowe pojęcia kinetyki płynów, równanie ciągłości ruchu, równanie ruchu Eulera. Równanie Bernoulliego dla cieczy idealnej i cieczy rzeczywistej, spad i spadek hydrauliczny. Przepływ laminarny i burzliwy - doświadczenie Reynoldsa, ogólne ujęcie oporów ruchu, straty na długości - wzór Darcy-Weisbacha, współczynnik oporu liniowego, straty lokalne, obliczanie przepływów w przewodach pod ciśnieniem, uderzenie hydrauliczne. Ruch cieczy w korytach i kanałach otwartych. Energia właściwa, głębokość krytyczna, ruch rwący i spokojny, odskok hydrauliczny. Ogólne równanie ruchu zmiennego, cofka, krzywa spiętrzenia. Przelewy. Wypływ spod zasuwy. Hydrauliczne wymiarowanie niecki wypadowej i progu wypadowego. Wypływ cieczy przez otwory i przystawki. Napór hydrodynamiczny na ściany, reakcja strumienia cieczy. Modelowanie zjawisk w mechanice płynów. Obliczanie wypływu i przepływu gazów. Równanie Bernoulliego dla gazów w przemianie adiabatycznej. Wypływ gazu przez otwory i dysze. Opadanie cząstek stałych w cieczy. Przepływ mieszanin w rurociągach.

Literatura: 1. Sobota J.: Hydraulika i mechanika płynów, Wyd. AR Wrocław 2003. 2. Kubrak E., Kubrak J.: Hydraulika techniczna, Wyd. SGGW, Warszawa 2004. 3. Lewandowski J.B.: Mechanika płynów, Wyd. AR Poznań 2006.

Metody oceny: Podczas ćwiczeń 4 sprawdziany oraz 3 ćwiczenia domowe. Zaliczenie ćwiczeń na podstawie ocen ze sprawdzianów oraz ocen za raporty z ćwiczeń domowych i laboratoryjnych.

Uwagi: Program przedmiotu: Wykład 1: Przedmiot mechaniki płynów. Podstawowe właściwości fizyczne cieczy i gazów, wiskozymetry, lepkość newtonowska i nienewtonowska. Wykład 2-3: Hydrostatyka –ciśnienie i parcie hydrostatyczne, równania równowagi płynu, wypór, pływanie ciał . Parcie cieczy na ściany płaskie i zakrzywione. Wykład 4: Podstawowe pojęcia kinetyki płynów, metody badania ruchu, równanie ciągłości ruchu, równanie ruchu Eulera. Wykład 5: Równanie Bernoulliego dla cieczy idealnej i cieczy rzeczywistej, wykres Ancony, współczynnik Saint Venanta, spad i spadek hydrauliczny. Wykład 6-7: Przepływ laminarny i burzliwy - doświadczenie Reynoldsa, ogólne ujęcie oporów ruchu, straty na długości - wzór Darcy-Weisbacha, współczynnik oporu liniowego, straty lokalne, obliczanie przepływów w przewodach pod ciśnieniem, uderzenie hydrauliczne. Wykład 8: Ruch cieczy w korytach i kanałach otwartych, szorstkość koryta, wzór Chezy, projektowanie przekrojów koryt, przepływ w korytach złożonych (wielodzielnych). Wykład 9: Energia właściwa, głębokość krytyczna, ruch rwący i spokojny, odskok hydrauliczny. Ogólne równanie ruchu zmiennego, cofka, uproszczone metody obliczania krzywej spiętrzenia. Wykład 10: Przelewy, klasyfikacje przelewów, wydatek przelewu. Wypływ spod zasuwy. Hydrauliczne wymiarowanie niecki wypadowej i progu wypadowego Wykład 11: Wypływ cieczy przez otwory i przystawki, wypływ przez mały i duży otwór, wypływ przez otwór niezatopiony i zatopiony, wypływ ustalony i nieustalony. Wykład 12: Napór hydrodynamiczny na ściany, reakcja strumienia cieczy. Modelowanie zjawisk w mechanice płynów - zasady i kryteria podobieństwa w modelowaniu Wykład 13: Obliczanie wypływu i przepływu gazów. Równanie Bernoulliego dla gazów w przemianie adiabatycznej. Wypływ gazu przez otwory i dysze. Wykład 14: Opadanie cząstek stałych w cieczy. Przepływ mieszanin w rurociągach. Modele przepływu mieszanin newtonowskich i nienewtonowskich. Wykład 15: Repetytorium. Rodzaj i zakres ćwiczeń: ćwiczenia projektowe i laboratoryjne. Ćwiczenie 1: Parcie na powierzchnie płaskie i zakrzywione. Ćwiczenie 2: Obliczenia hydrauliczne rurociągów (zastosowanie równania Bernoulliego, obliczanie oporów przepływu, wykres Ancony, lewary i syfony). Ćwiczenie 3: Projekt przekroju poprzecznego koryta. Ćwiczenie 4: Odskok hydrauliczny. Funkcja Agroskina. Obliczanie głębokości sprzężonych i długości odskoku. Ćwiczenie 5: Obliczanie przelewów (warunki zatopienia, wydatek i szerokość przelewu). Ćwiczenie 6: Hydrauliczne wymiarowanie niecki wypadowej. Ćwiczenie 7: Obliczanie przepływu gazów w rurociągach. Ćwiczenie 8: Wymiarowanie przewodu wentylacyjnego. Ćwiczenie 9: Właściwości cieczy (lepkość). Ćwiczenie 10: Ruch laminarny i burzliwy. Ćwiczenie 11: Profil prędkości. Ćwiczenie 12: Wykres linii ciśnień i energii (współczynnik oporów miejscowych). Ćwiczenie 13: Współczynnik oporów liniowych. Ćwiczenie 14: Zwężka Venturiego. Ćwiczenie 15: Przelew mierniczy.