karta modułu - Instytut Inżynierii i Gospodarki Wodnej Politechnika

rok akademicki 2015/2016
2015-09-30 09:00:00
KARTA MODUŁU
Mechanika płynów
Fluid Mechanics
Kierunek:
Budownictwo
Kod modułu:
WIS B oIS C8 14/15
Rok studiów: II
Semestr: 3
Rodzaj modułu: obligatoryjny
Punktacja ECTS: 6
Jednostka realizująca moduł
Instytut Inżynierii i Gospodarki Wodnej
Kierownik modułu
dr hab. inż. K. Książyński
dr hab. inż. K. Książyński (wykład, ćwiczenia),
mgr inż. K. Kołodziejczyk, dr inż. T. Siuta (ćwiczenia),
mgr inż. K. Baran-Gurgul, dr P. Hachaj (laboratoria)
Skład zespołu dydaktycznego
Struktura modułu:
•
•
•
•
Wykłady
Ćwiczenia audytoryjne
Ćwiczenia laboratoryjne
Praca własna studenta
godz/sem:
godz/sem:
godz/sem:
godz/sem:
30
15
15
45
Słowa kluczowe:
płyn, mechanika, hydraulika, siły parcia, przepływy swobodne i pod ciśnieniem, ruch filtracyjny
Cele i efekty kształcenia:
Cel kształcenia: przekazanie teoretycznej oraz praktycznej wiedzy w obszarze statyki i dynamiki płynów, jako
rozwinięcia fizyki w zakresie opisu własności i stanu płynu, ilościowego opisu ruchu cieczy, hydrauliki,
stanowiącej naukę stosowaną odnoszącą się do szczegółowych zagadnień inżynierskich.
Efekt kształcenia: znajomość fizycznych i formalnych podstaw mechaniki płynów na tle własności cieczy i
gazów oraz nabycie umiejętności prowadzenia obliczeń hydraulicznych w pracach projektowych z zakresu
inżynierii i gospodarki wodnej.
Wykłady (30 godz.):
1. Wprowadzenie do hydromechaniki: wprowadzenie do wykładów i do hydromechaniki, obciążenia działające
na ciecz, własności płynów, prawo Eulera, ciśnienie i parcie hydrostatyczne, normalny rozkład ciśnienia,
prawo Pascala, prasa hydrauliczna (2 godz.).
2. Parcie płynu na ściany: parcie na ściany płaskie, bryła parcia, środek parcia , rozkład parcia na ścianę
zakrzywioną na składowe ortotropowe, wyznaczanie parcia na ściany zakrzywione, wyznaczanie środka
parcia ściany zakrzywionej (2 godz.).
3. Pływanie ciał i równowaga względna cieczy: pływalność ciał całkowicie zanurzonych, pływalność ciał
pływających po powierzchni, wypór, wysokość metacentryczna, równanie równowagi cieczy Eulera,
równowaga względna cieczy (2 godz.).
4. Kinematyka płynów: pojęcia podstawowe hydrodynamiki, pomiar ruchu płynu, opis ruchu płynu, rodzaje
ruchu płynu, geometria ruchu płynu, równanie ciągłości przepływu, ruch potencjalny cieczy (2 godz.).
5. Równanie ruchu cieczy: reżimy ruchu, wyprowadzenie równania Eulera, różne postaci równania Eulera (2
godz.).
6. Wprowadzenie do rurociągów: równanie Bernoulliego, linie ciśnień i energii, klasyfikacja rurociągów,
charakterystyka strat hydraulicznych (2 godz.).
7. Straty energii w rurociągach: podstawy teorii turbulencji i warstwy przyściennej, obliczanie strat na
długości, obliczanie strat lokalnych, typy zadań z rurociągów (2 godz.).
8. Przepływ ustalony w rurociągach pod ciśnieniem: lewar, rurociąg wydatkujący po drodze, obliczanie
rurociągów równoległych (2 godz.).
9. Ruch jednostajny w korytach otwartych: geometria koryt otwartych, wzór Manninga, koryta wielodzielne,
typy zadań z koryt otwartych (2 godz.).
10.Energia ruchu w korytach otwartych: koryta hydraulicznie najkorzystniejsze, głębokość krytyczna w
korycie prostokątnym i dowolnym, reżimy ruchu w korytach otwartych (2 godz.).
11.Hydraulika urządzeń upustowych: klasyfikacja upustów, wypływ przez otwór, przystawkę i przelew, wpływ
rok akademicki 2015/2016
2015-09-30 09:00:00
stanowiska dolnego na wypływ (2 godz.).
12. Teoria filtracji: opis ruchu wody ośrodku porowatym, współczynnik filtracji, hydraulika wód gruntowych
(2 godz.).
13.Opis ruchu gazów: cechy gazów, równanie stanu, właściwości gazów, podstawowe równania dynamiki
gazu doskonałego, równanie termodynamiczne rozchodzenie się zaburzeń w gazach (2 godz.).
14.Równanie Bernoulliego dla gazu doskonałego: wyprowadzenie równania Bernoulliego dla gazu
doskonałego, parametry spiętrzenia i parametry krytyczne, równanie Hugoniota (2 godz.).
15.Przepływ w gazociągach: ogólne informacje o obliczeniach przepływu politropowego, izotermicznego,
adiabatycznego i nieizotermicznego oraz przepływach wentylacyjnych, wypływ gazu przez otwory i dysze,
ćwiczenia z dynamiki gazów (2 godz.).
Ćwiczenia audytoryjne (15 godz.):
Ciśnienie hydrostatyczne: naczynia połączone, manometry cieczowe, parcie, prasa hydrauliczna (2 godz.).
Parcie na płaskie powierzchnie konstrukcji (2 godz.).
Parcie na zakrzywione powierzchnie konstrukcji (2 godz.).
Obliczanie strat na długości i lokalnych w rurociągach pod ciśnieniem (2 godz.).
Obliczanie strat w rurociągach (2 godz.).
Podstawowe zadania z połączonych szeregowo rurociągów pod ciśnieniem, lewar (2 godz.).
Przepływ w korytach otwartych: Formuła Manninga, określenie charakteru ruchu w kanale (3 godz.).
Ćwiczenia laboratoryjne (15 godz.):
Wyznaczanie parcia na ściany zakrzywione (2 godz.).
Wyznaczenie wysokości metacentrycznej jednostki pływającej (3 godz.).
Pomiar zwierciadła cieczy w naczyniu wirującym (3 godz.).
Doświadczenie Reynoldsa (2 godz.).
Pomiar strat energii w rurociągach (3 godz.).
Tarowanie przelewu o ostrej krawędzi. (2 godz.).
Moduły, których zaliczenie warunkuje podjęcie przedmiotowego kursu:
Matematyka I, Fizyka
Forma zaliczenia modułu:
• Egzamin pisemny
• Pozytywna ocena z ćwiczeń audytoryjnych i laboratoryjnych (warunki dopuszczenia do egzaminu)
• Zasady tworzenia oceny końcowej: ocena = 0,25×L +0,35×C + 0,4×E
Podręczniki, skrypty, pomoce dydaktyczne:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Jezowiecka-Kabsch K., Szewczyk H. – Mechanika płynów, Wrocław,, Oficyna Wydawnicza PWroc. 2001
Dołega J., Rogala R.– Hydraulika stosowana, Wrocław, Wydawnictwo PWroc., 1988
Książyński K., Hydraulika. Zestawienie pojęć i wzorów stosowanych w budownictwie, Kraków, Wyd. PK.,
2000
Mitosek M., Mechanika płynów w inżynierii środowiska; Oficyna Politechniki Warszawskiej: 1997
Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R., Mechanika płynów w inżynierii środowiska, Warszawa, Wyd.
Nauk.-Techn., 2001
Sawicki J., Przepływy ze swobodną powierzchnią, Warszawa, Wyd. Nauk. PWN, 1998
Szuster A., Utrysko B. – Hydraulika i podstawy hydromechaniki, Warszawa, Wydawnictwo PW, 1986
Książyński K., Jeż. P., Gręplowska Z., Tablice do obliczeń hydraulicznych, Kraków, Wyd. PK., 2002
Gręplowska Z., Zbiór zadań z przepływów w przewodach pod ciśnieniem, Kraków, Wyd. PK, 2001
Prystaj A., Zadania z hydrostatyki, Kraków, Wyd. PK, 1999
Baran-Gurgul K., Hachaj P. – Laboratorium z hydrauliki, Kraków, 2007, Wydawnictwo PK