MECHANIKA PŁYNÓW : Inżynierii Środowiska i Geodezji

MECHANIKA PŁYNÓW
Nazwa przedmiotu:
1.
Wydział:
InŜynierii Środowiska i Geodezji
2.
Kierunek studiów:
3.
Rodzaj i stopień studiów:
4.
Specjalność:
5.
Kategoria przedmiotu:
6.
Nazwa przedmiotu:
7.
Rok studiów 2, semestr:
8.
Liczba godzin ogółem:
9.
Liczba godzin wykładów 30
10. Prowadzący:
InŜynieria Środowiska
studia I stopnia, inŜynierskie, stacjonarne
Infrastruktura Techniczna Obszarów Wiejskich
podstawowy
Mechanika płynów
4
60 h, liczba punktów ECTS 6
h, liczba godzin ćwiczeń 30 h, (rodzaj ćwiczeń - laboratoryjne),
prof. dr hab. Alicja Michalik, dr inŜ. Leszek KsiąŜek
11. Forma zaliczenia:
egzamin
12. Cel i ogólne uzasadnienie prowadzenia przedmiotu:
Mechanika płynów jest jednym z podstawowych przedmiotów, na których bazuje
inŜynieria środowiska. Jej nauczanie ma na celu przybliŜenie słuchaczom praw
rządzących zachowaniem się ośrodków ciągłych, do których naleŜą ciecze i gazy.
Znajomość tych praw jest konieczna nie tylko do zrozumienia wielu zagadnień
związanych z szeroko pojętą aero- i hydrodynamiką lecz równieŜ do prawidłowego ich
wykorzystania
w rozwiązywaniu
róŜnych
problemów
hydraulicznych
bądź
w projektowaniu hydrotechnicznym.
13. Wymagane wiadomości (przedmioty poprzedzające):
matematyka, fizyka
14. Streszczenie programu (główna zawartość):
Treść programu składa się z dwóch zasadniczych części tj. z hydrostatyki
i hydrodynamiki. Pierwsza z nich obejmuje podstawowe prawa, parcie na powierzchnie
płaskie i zakrzywione oraz równowagę ciał zanurzonych w cieczy. Druga część, oprócz
podstawowych praw hydrodynamiki dotyczy ruchu cieczy i gazów w przewodach
zamkniętych. Program obejmuje takŜe hydraulikę koryt otwartych i wybrane zagadnienia
z przepływu gazów.
15. Program przedmiotu z rozplanowaniem godzinowym:
−
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8
9.
Wykłady (30 godz.)
Wiadomości wprowadzające, właściwości cieczy, ciecze nienewtonowskie
Hydrostatyka – ciśnienie, równanie równowagi płynów, pływanie ciał
Parcie na powierzchnie płaskie i zakrzywione
Definicje i pojęcia hydrodynamiki, prawo ciągłości ruchu cieczy
Równanie Bernoulliego dla cieczy idealnej i rzeczywistej
Opory ruchu
Ruch płynów w przewodach pod ciśnieniem
Wypływ cieczy przez otwory i przystawki, przelewy
Ruch cieczy w kanałach otwartych – podstawowe równania
2
2
3
2
4
3
2
3
3
10.
11.
12.
−
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13
14.
15.
Ruch wód gruntowych, studnia zwykła, artezyjska
Obliczenia wypływu i przepływu gazów
Podobieństwo hydromechaniczne
2
2
2
Ćwiczenia (30 godz.)
Ciśnienie hydrostatyczne
Parcie na powierzchnie płaskie, podział wykresu parcia na części o jednakowej
powierzchni
Parcie na powierzchnie zakrzywione. Wypór hydrostatyczny
Kolokwium
Doświadczenie Reynoldsa
Równanie Bernouliego dla cieczy idealnej i rzeczywistej
Wykorzystanie równania Bernouliego do obliczeń oporów ruchu w przewodach
zamkniętych, współczynnik oporów liniowych λ
Opory ruchu w przewodach zamkniętych, współczynnik strat miejscowych ξ.
Przepływ w przewodach pod ciśnieniem, przewód wydatkujący po drodze; obliczenie
sieci otwartej
Przepływ w korytach otwartych – wypływ przez otwory
Przepływ w korytach otwartych – przelewy
Przepływ w korytach otwartych. Prędkość średnia przepływu. Obliczenie parametrów
przepływu – metoda kolejnych przybliŜeń
Odskok hydrauliczny. Krytyczne parametry ruchu cieczy.
Kolokwium
Zaliczenie.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
16. Zalecana literatura:
1. Troskolański A.T., 1969, Hydromechanika, WNT, Warszawa
2. Sobota J., 1994, Hydraulika, t. I i II, AR Wrocław
3. Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R., 1997, Mechanika płynów w inŜynierii
środowiska, WNT, Warszawa
4. Kubrak J.,1998, Hydraulika techniczna, Wyd. SGGW, Warszawa
5. Lewandowski J.B., 2006, Mechanika płynów, Wyd. AR w Poznaniu
6. Kubrak E., Kubrak J.,2004, Hydraulika techniczna, przykłady obliczeń, Wyd. SGGW,
Warszawa
7. Burka E.S, Nałęcz T.J., 1994, Mechanika płynów w przykładach, Wyd. Nauk. PWN,
Warszawa
8. Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R., 2001, Zadania z mechaniki płynów
w inŜynierii środowiska, WNT, Warszawa
17. Uzyskane umiejętności:
Student jest zaznajomiony z prawami i zjawiskami związanymi ze spoczynkiem
i ruchem cieczy i gazów. Potrafi określić i obliczyć parametry hydrauliczne potrzebne
w praktyce inŜynierskiej. Potrafi zaprojektować parametry budowli hydrotechnicznych.
Studenci w czasie zajęć wykonują samodzielnie pomiary laboratoryjne parametrów
hydraulicznych w przewodach zamkniętych oraz w korycie hydraulicznym oraz projektują
sieć otwartą
18. Opublikowany dorobek prowadzących przedmiot w tym zakresie:
1.
Bartnik W., Ksiazek L., Michalik A., Radecki-Pawlik A., Struzynski A., 2004,
Modeling of fluvial processes along a reach of the Skawa River using CCHE2D
2.
3.
4.
5.
model, 12th Inter. Conf. on „Transport and sedimentation of solid particles”, Zesz.
Nauk. AR we Wrocławiu, Nr 481, 155-165
Meijer D.G., KsiąŜek L., 1994, Sediment distribution in a channel bifurcation. Fluent
simulation, Delft Hydraulics, Holandia, Rep. Q1941
Michalik A., KsiąŜek L., Bąk Ł., Dudkowski T., Tekielak T., 2004, Przepustowość
koryt potoków górskich w terenie zabudowanym, Przegl. Nauk. InŜynieria
i Kształtowanie Środowiska, SGGW, Warszawa, Nr 28, 42-51
Michalik A., KsiąŜek L., 2000, Drag force on individual particles on turbulent flow
conditions, 10th Inter. Conf. on „Transport and sedimentation of solid particles”, Zesz.
Nauk. AR we Wrocławiu, Nr 382, 205-215
KsiąŜek L., Szkaradek D., 2006, Określenie warunków przepuszczenia wód
katastrofalnych na zagroŜonym odcinku potoku Targaniczanka, Zesz. Nauk. AR we
Wrocławiu, Seria InŜ. Środ. XV, Nr 534, 165-174