Mechanika płynów

obowiązkowe

Realizowany w sali

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

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

Cele kształcenia:

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 zagadnień z przepływów wielofazowych

Umiejętność stosowania wiedzy z zakresu mechaniki płynów w projektowaniu instalacji biotechnologicznych

Wykład:

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.

Przepływ przez warstwy sypkie i porowate

Istota przepływów dwufazowych. Podstawowe właściwości fazy rozproszonej.

Filtracja. Równanie filtracji. Sedymentacja. Prędkość sedymentacji. Osadniki. Wirówki sedymentacyjne

Zaliczenie z wykładu

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 przykładów z zakresu procesu sedymentacji.

Obliczanie przykładów z zakresu procesu filtracji

Kolokwium zaliczeniowe.

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.

Odrabianie ćwiczeń.

Kolokwium zaliczeniowe

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

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

Wiedza:

Objaśnia i rozumie zjawiska i procesy rządzące przepływem płynów

Zna podstawowe techniki i narzędzia stosowane przy rozwiązywaniu zadań z mechaniki płynów

Umiejętności:

Potrafi zastosować wiedzę z mechaniki płynów do zaprojektowania elementów instalacji biotechnologicznych

Stosuje technikę analizy wymiarowej do rozwiązywania zagadnień z mechaniki płynów

Potrafi wykorzystać teorię do rozwiązywania zadań

Prezentuje, objaśnia wyniki i wyciąga wnioski z doświadczeń

Kompetencje społeczne (postawy):

Potrafi pracować indywidualnie i w zespole

Wykład - zaliczenie z oceną

Zaliczenie pisemne z treści wykładów - próg zaliczeniowy 50%, 100% oceny końcowej.

Konwersatorium - zaliczenie z oceną

Rozwiązywanie zadań, 3 kolokwia - próg zaliczeniowy 50%, 100% oceny końcowej.

Laboratorium - zaliczenie z oceną

Wykonanie praktyczne ćwiczeń laboratoryjnych i przygotowanie sprawozdań - na zaliczenie bez ocen, pozytywne zaliczenie warunek otrzymania oceny końcowej. Zaliczenie teoretyczne ćwiczeń, 2 kolokwia - próg zaliczeniowy 50%, 100% oceny końcowej.