Podstawy mechaniki płynów i aerodynamiki

Wydział Mechaniczny
Kierunek AUTOMATYKA I ROBOTYKA
Specjalność Wszystkie specjalności
Nazwa przedmiotu Podstawy mechaniki płynów i aerodynamiki
Rodzaj studiów Rok Sem. Forma zajęć i liczba godzin Punkty ECTS
Stacjonarne - I stopień II IV W30+C15 3
Niestacjonarne - I stopień II IV W18+C9 3
Wymagania wstępne - zaliczone przedmioty: Matematyka, Fizyka
Założenia i cele przedmiotu: 

Zapoznanie się z podstawowymi prawami i równaniami rządzącymi ruchem płynów nieściśliwych i ściśliwych sposób umożliwiający zorientowaniu się w całokształcie zagadnień mechaniki płynów, mających znaczenie dla inżyniera. Zdobycie podstawowej wiedzy teoretycznej niezbędnej przy badaniu i modelowaniu ruchu powietrza oraz sił, jakie wywiera ono na opływane ciała.

Metody dydaktyczne: aktywny udział w wykładach i ćwiczeniach, samodzielne rozwiązywanie zadań.
Forma i warunki zaliczenia przedmiotu: zaliczenie ćwiczeń tablicowych i wykładów.
Ocena końcowa: 0,6 * ocena z zaliczenia ćwiczeń + 0,4 * ocena z zaliczenia wykładu.
TREŚCI PROGRAMOWE
Wykłady

Podstawowe pojęcia i definicje. Makroskopowe własności płynów. Element płynu. Rodzaje sił działających na element płynu (2 godz). Wybrane zagadnienia statyki: równanie różniczkowe równowagi płynu, równowaga bezwzględna i względna, napory na ściany płaskie i zakrzywione, pływanie ciał całkowicie i częściowo zanurzonych (5 godz). Podstawy kinematyki płynów: rodzaje ruchu, metody analizy ruchu płynów. Objętościowe i masowe natężenie przepływu. Równanie ciągłości (2 godz). Dynamika płynu doskonałego: równania różniczkowe ruchu - Eulera. Równanie Bernoulliego i jego interpretacje. Wybrane zastosowania równania Bernoulliego. Zasada pędu i krętu (6 godz). Dynamika płynu rzeczywistego: klasyczne doświadczenie Reynoldsa. Rozkład prędkości w ruchu laminarnym i turbulentnym w przewodzie kołowym. Uogólnione równanie Bernoulliego. Doświadczenie Nikuradse. Straty ciśnienia spowodowane lepkością płynu. Straty miejscowe (6 godz). Podstawy dynamiki płynów ściśliwych: klasyfikacja przepływów gazów, parametry spiętrzenia i parametry krytyczne, jednowymiarowy ustalony przepływ gazu przez kanały, dysza de Lavala, dysza poddźwiękowa. Opływ profilu kołowego. Siła nośna i siła oporu (9 godz).

Materiały pomocnicze do wykładów:
Ćwiczenia

Tematyka zajęć: Obliczanie gęstości, ciężaru właściwego i lepkości wybranych cieczy. Ciśnienie hydrostatyczne Równowaga względna cieczy. Napory na ściany płaskie i zakrzywione. Zastosowanie równania Bernoulliego dla płynu doskonałego - wypływ nieustalony przez małe otwory, zwężki pomiarowe. Klasyfikacja przepływów liczba Reynoldsa. Ruch laminarny rozkład prędkości w poziomym przewodzie kołowym. Obliczanie strat ciśnienia spowodowanych lepkością płynu. Straty miejscowe. Długość zastępcza przewodu. Przepływy płynu w przewodach niekołowych.

Materiały pomocnicze do ćwiczeń:
Literatura podstawowa
  1. Matras Z.: Podstawy mechaniki płynów i dynamiki przepływów cieczy nienewtonowskich. Wydawnictwa Politechniki Krakowskiej, Kraków 2006.
  2. Gryboś R.: Podstawy mechaniki płynów, PWN, Warszawa 2002.
  3. Tarnogrodzki A.: Dynamika gazów. Przepływy jednowymiarowe i fale proste. WKiŁ, Warszawa 2003.
Literatura uzupełniająca
  1. Burka E., S., Nałęcz T., J.: Mechanika płynów w przykładach. Teoria, Zadania, Rozwiązania. PWN, Warszawa 1994.
  2. Walczak J. — Inzynierska mechanika płynów, Warszawa, 2010, WNT.
Osoba odpowiedzialna za przedmiot dr inż. Stanisław Walczak
Jednostka realizująca przedmiot Instytut Inżynierii Cieplnej i Procesowej - (M-5)

Logowanie