sylabus

Kod ECTS: 6.15.Z-MPL
Nazwa przedmiotu
MECHANIKA PŁYNÓW
Nazwa jednostki prowadzącej przedmiot
Samodzielna Katedra Inżynierii Procesowej
Studia
kierunek
Biotechnologia
stopień
I (studia inżynierskie)
tryb
niestacjonarne
specjalność
specjalizacja
Nazwisko osoby prowadzącej (osób prowadzących)
Dr Daniel Janecki
Formy zajęć, sposób ich realizacji i przypisana im liczba godzin
A. Formy zajęć
• wykład,
• ćwiczenia: laboratoryjne,
B. Sposób realizacji
• zajęcia w sali dydaktycznej
C. Liczba godzin
• 15/W, 30/L
Liczba punktów ECTS
Godziny kontaktowe:
- udział w wykładach: 15 godz.,
- udział w zajęciach laboratoryjnych: 30 godz.,
Razem: 45 godz. – 1,5 punktu ECTS
Praca własna studenta:
- przygotowanie do egzaminu: 45 godz.
- przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych: 15
godz.
- dokończenie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych: 30 godz.
- udział w konsultacjach: 5 godz.
Razem: 110 godz. – 3,5 punktu ECTS
Łączny nakład pracy studenta wynosi:
45 godz. + 110 godz. = 155 godzin – 5 punktów ECTS
Status przedmiotu
• obowiązkowy
Metody dydaktyczne
• wykład
• ćwiczenia laboratoryjne: wykonywanie doświadczeń
W = 15 + 45 = 60 godz. – 2 punkty ECTS
L = 30 + 15 + 30 + 5 = 80 godz. – 3 punkty ECTS
Język wykładowy
polski
Forma i sposób zaliczenia oraz podstawowe kryteria oceny lub wymagania egzaminacyjne
• Sposób zaliczenia
• egzamin (W)
• zaliczenie z oceną (L)
B. Formy zaliczenia:
• W – egzamin pisemny: z pytaniami
• L – kolokwium
• L – ustalenie oceny zaliczeniowej na podstawie ocen cząstkowych
otrzymywanych w trakcie trwania semestru
C. Podstawowe kryteria
W: ocena wiedzy i umiejętności wykazanych na egzaminie pisemnym
sprawdzający założone cele i efekty kształcenia
L: ocena przygotowania studenta do poszczególnych zajęć laboratoryjnych oraz ocena umiejętności związanych z realizacją ćwiczeń laboratoryjnych – ocena sprawozdania przygotowywanego częściowo w trakcie
zajęć, a częściowo po ich zakończeniu; ocena ta obejmuje także umiejętność pracy w zespole
Ocena z poszczególnych form zajęć ustalana jest w oparciu o ilość
uzyskanych punktów:
• ocena dostateczna od 50% ogólnej liczby punktów,
• ocena dobra od 70% ogólnej liczby punktów,
• ocena bardzo dobra od 90% ogólnej liczby punktów.
Określenie przedmiotów wprowadzających wraz z wymogami wstępnymi
A. Wymagania formalne,
brak
B. Wymagania wstępne,
Podstawowa znajomość matematyki i fizyki
Efekty kształcenia
Cele przedmiotu
− poznanie własności fizycznych płynów,
− poznanie wiedzy z zakresu statyki płynów,
− poznanie wiedzy z zakresu kinematyki płynów,
− poznanie wiedzy z zakresu dynamiki płynów
− poznanie zagadnień związanych z oporami przepływu płynów w przewodach,
− poznanie podstaw z zakresu przepływów wielofazowych,
− umiejętność stosowania wiedzy z zakresu mechaniki płynów w projektowaniu instalacji biotechnologicznych.
Treści programowe
A. Problematyka wykładu
Podstawowe definicje. Płyn jako ośrodek ciągły. Siły działające w płynach. Parametry opisujące stan płynów. Podstawowe własności fizyczne płynów: gęstość, lepkość, napięcie powierzchniowe, włoskowatość. Płyny newtonowskie i płyny
nienewtonowskie. Hydrostatyka – równanie równowagi płynów, równowaga bezwzględna płynów, naczynia połączone,
zasada ciągu kominowego. Hydrostatyka – parcie cieczy na powierzchnie ścian, ciśnienie i napór hydrostatyczny, pływanie ciał Kinematyka płynów: podstawowe pojęcia, metody analizy ruchu płynów, równanie ciągłości przepływów. Równanie ruchu płynu doskonałego, równanie Bernoulliego, zastosowanie równania Bernoulliego do pomiarów prędkości.
Równanie Bernoulliego dla cieczy rzeczywistych, równanie Naviera-Stokesa. Podobieństwo zjawisk przepływowych.
Analiza wymiarowa. Przepływ laminarny i burzliwy. Krytyczna liczba Reynoldsa. Opory ruchu. Przepływy w przewodach. Uderzenie hydrauliczne. Przepływy w kanałach otwartych. Przelewy. Opływ ciał. Obliczanie przepływu i wypływu
gazów. Wypływ gazu przez otwory i dysze. Rozkład ciśnienia w atmosferze. Przepływ przez warstwy sypkie i porowate.
Filtracja. Równanie filtracji. Sedymentacja. Prędkość sedymentacji. Osadniki. Wirówki sedymentacyjne.
B. Problematyka laboratorium
Zajęcia wprowadzające. Omówienie tematyki ćwiczeń oraz formy zaliczenia. Analiza wzoru sprawozdania. Omówienie
błędów pomiaru. Pomiar gęstości cieczy. Pomiar lepkości. Pomiar napięcia powierzchniowego. Pomiar oporów przepływu płynów w przewodach. Cechowanie rotametru. Wyznaczanie współczynnika wydatku. Pomiar czasu opróżniania
zbiornika przy stałej wartości zasilania. Pomiar natężenia przepływu cieczy za pomocą kryzy ISA i rurki Prandtla . Doświadczenie Reynoldsa . Badanie procesu sedymentacji.
Wykaz literatury
A. Literatura wymagana do ostatecznego zaliczenia zajęć (zdania egzaminu):
A.1. wykorzystywana podczas zajęć
• Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R., Mechanika płynów w inżynierii środowiska. Wydawnictwo NaukowoTechniczne, Warszawa 1997.
• Gryboś R., Podstawy mechaniki płynów. Część I i II. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998.
• Bartelmus G., Janecki D., Kos M., Inżynieria procesowa - laboratorium. Wydawnictwo Uniwersytetu Opolskiego,
Opole 1999.
A.2. studiowana samodzielnie przez studenta
• Kabza Z., Kostyrko K., Metrologia przepływów, gęstości i lepkości. Wydawnictwo WSI, Opole 1995.
• Zieliński A., Wybrane zagadnienia z mechaniki płynów. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2011.
B. Literatura uzupełniająca
• Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1992.
Wiedza
W1- objaśnia i rozumie zjawiska i procesy rządzące przepływem płynów
W2 - zna podstawowe techniki i narzędzia stosowane przy rozwiązywaniu zadań z mechaniki płynów
Umiejętności
U1- potrafi zastosować wiedzę z mechaniki płynów do zaprojektowania elementów instalacji biotechnologicznych
U2- stosuje technikę analizy wymiarowej do rozwiązywania zagadnień z mechaniki płynów
U3- potrafi wykorzystać teorię do rozwiązywania zadań
U4- prezentuje, objaśnia wyniki i wyciąga wnioski z doświadczeń
Kompetencje społeczne (postawy)
K1- potrafi pracować indywidualnie i w zespole
Kontakt
[email protected]