Mechanika płynów I

obowiązkowe

Celem przedmiotu jest:

1. Poznanie własności fizycznych płynów

2. Poznanie wiedzy z zakresu statyki płynów

3. Poznanie wiedzy z zakresu kinematyki płynów

4. Poznanie wiedzy z zakresu dynamiki płynów

5. Poznanie zagadnień związanych z oporami przepływu płynów w przewodach

6. Poznanie podstaw z zagadnień z przepływów dwufazowych

7. Nabycie umiejętności stosowania wiedzy z zakresu mechaniki płynów w projektowaniu instalacji wodociągowych i wentylacyjnych

Zakres tematyczny wykładów:

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 przepływu.

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. Istota przepływu turbulentnego

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.

Wybrane zagadnienia maszyn przepływowych

Istota przepływów dwufazowych. Podstawowe właściwości fazy rozproszonej.

Opadanie swobodne cząstek. Ruch cząstek w polu działania różnych sił.

Zakres tematyczny konwersatorium:

Zajęcia wprowadzające. Omówienie tematyki ćwiczeń oraz formy zaliczenia.

Ćwiczenia z korzystania z tablic, wykresów i nomogramów. Przeliczanie jednostek.

Obliczanie gęstości, lepkości i napięcia powierzchniowego.

Obliczanie nadciśnienia i podciśnienia. Równanie manometryczne.

Obliczanie parcia cieczy na powierzchnie ścian, ciśnienia i naporu hydrostatycznego.

Zadania z zastosowania równania Bernoulliego oraz równania ciągłości przepływów

Obliczanie liczby krytycznej Reynodsa.

Obliczanie oporów przepływu płynów w przewodach.

Obliczanie oporów przepływu przez warstwy porowate.

Obliczanie przelewów

Obliczanie przykładów z hydrauliki rurociągów gazowych

1. Gryboś R., Podstawy mechaniki płynów. Część I i II. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998.

2. Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R., Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2009.

3. Kabza Z., Kostyrko K., Metrologia przepływów, gęstości i lepkości. Wydawnictwo WSI, Opole 1995.

4. Zieliński A., Wybrane zagadnienia z mechaniki płynów. Oficyna Wydawnicza Politecjniki Wrocławskiej, Wrocław 2011.

5. Bartelmus G., Janecki D., Kos M., Inżynieria procesowa - laboratorium. Wydawnictwo Uniwersytetu Opolskiego, Opole 1999.

6. Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1992.

EK 1 - objaśnia i rozumie zjawiska i prawa rządzące przepływem płynów

EK 2 - potrafi zastosować wiedzę z mechaniki płynów do zaprojektowania elementów instalacji wodociągowych i wentylacyjnych

EK 3 - stosuje technikę analizy wymiarowej do rozwiązywania zagadnień z mechaniki płynów

EK 4 - potrafi wykorzystać teorię do rozwiązywania zadań

EK 5 - potrafi pracować indywidualnie i w zespole

Ocena formułująca:

F1. Ocena pracy przy rozwiązywaniu zadań

F2. Ocena umiejętności interpretacji otrzymywanych wyników

F3. Ocena umiejętności korzystania z tablic, wykresów i nomogramów

Powyższa ocena formułowana jest na podstawie pracy studenta w trakcie zajęć konwersatoryjnych. Ocena ta weryfikuje efekt uczenia EK 5

Ocena podsumowująca:

P1. Ocena wiadomości teoretycznych przekazanych na wykładach - egzamin (EK 1 i EK 3)

P2. Ocena umiejętności rozwiązywania zadań – kolokwium (EK 2 i EK 4)

Egzamin z wykładów w formie pisemnej sprawdzający czy student potrafi objaśnić i rozumie zjawiska i prawa rządzące przepływem płynów. Egzamin sprawdza również czy student potrafi zastosować technikę analizy wymiarowej do rozwiązywania zagadnień z mechaniki płynów. Na ocenę dostateczną student musi uzyskać min 51% punktów, na plus dostateczną - min. 61% punktów, na ocenę dobrą - min. 71% punktów, na ocenę plus dobrą - min. 81% punktów, na ocenę bardzo dobrą - min. 91% punktów.

Konwersatorium kończy się pisemnym sprawdzeniem umiejętności rozwiązywania zadań oraz sprawdzeniem umiejętności zastosowania wiedzy z mechaniki płynów do zaprojektowania elementów instalacji wodociągowych i wentylacyjnych. Na ocenę dostateczną student musi uzyskać min 51% punktów, na plus dostateczną - min. 61% punktów, na ocenę dobrą - min. 71% punktów, na ocenę plus dobrą - min. 81% punktów, na ocenę bardzo dobrą - min. 91% punktów.

Na ocenę końcową z konwersatorium wpływają również oceny formułujące