Mechanika płynów

Wydział Mechaniczny
Kierunek MECHANIKA I BUDOWA MASZYN
Specjalność Wszystkie specjalności
Nazwa przedmiotu Mechanika płynów
Rodzaj studiów Rok Sem. Forma zajęć i liczba godzin Punkty ECTS
Stacjonarne - I stopień II IV W15+C15+L15 5
Niestacjonarne - I stopień II IV W9+C9+L9 5
Wymagania wstępne - zaliczone przedmioty: Matematyka, Fizyka
Założenia i cele przedmiotu: zapoznanie się z podstawowymi prawami i równaniami rządzącymi ruchem płynów, w sposób umożliwiający zorientowaniu się w całokształcie zagadnień przepływowych, mających znaczenie dla inżyniera. Zdobycie podstawowej wiedzy teoretycznej niezbędnej przy badaniu i modelowaniu ruchu płynów oraz projektowanie złożonych zjawisk przepływowych, zachodzących w rozmaitego rodzaju maszynach i urządzeniach.
Metody dydaktyczne: aktywny udział w wykładach ćwiczeniach. Samodzielne rozwiązywanie zadań, samodzielne wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych oraz sporządzenie sprawozdań.
Forma i warunki zaliczenia przedmiotu: zaliczenie laboratoriów na podstawie kartkówek i sprawozdań. Zaliczenie ćwiczeń na podstawie kartkówek i odpowiedzi. Egzamin pisemny.
Ocena końcowa: średnia ważona ocen z laboratorium (0, 3), ćwiczeń (0, 3) i egzaminu (0.4).
TREŚCI PROGRAMOWE
Wykłady
Podstawowe pojęcia i definicje. Makroskopowe własności płynów. Wyidealizowane modele płynu. Siły działające na płyn. Statyka płynów. Twierdzenie Eulera. Równania różniczkowe równowagi płynu. Równowaga względna cieczy. Równowaga cieczy w jednorodnym polu grawitacyjnym ziemskim. Prawo Pascala. Napór cieczy na powierzchnie płaskie i zakrzywione. Wypór hydrostatyczny. Stateczność pływania ciał całkowicie i częściowo zanurzonych w cieczy, metacentrum. Kinematyka płynów. Tor elementu płynu. Linia prądu. Równanie ciągłości. Objętościowe i masowe natężenie przepływu płynu. Równania różniczkowe ruchu płynu doskonałego. Równanie Bernoulliego. Ustalony i nieustalony wypływ cieczy ze zbiornika przez mały otwór. Klasyczne doświadczenie Reynoldsa. Przepływy laminarne i turbulentne. Równania Naviera-Stokesa.
Materiały pomocnicze do Wykładów:
Ćwiczenia
Równania równowagi Eulera - Całkowanie równań. Równowaga względna i bezwzględna w potencjalnym polu sił masowych. Napór cieczy na powierzchnie płaskie i zakrzywione. Wypór hydrostatyczny, prawo Archimedesa. Stateczność pływania ciał całkowicie zanurzonych w cieczy. Stateczność pływania ciał częściowo wynurzonych z cieczy – metacentrum. Przykłady płaskich ruchów potencjalnych. Jednowymiarowe przepływy płynu doskonałego. Zastosowania równania Bernoulliego. Wypływ cieczy ze zbiorników. Przepływ płynu rzeczywistego w kanałach zamkniętych i otwartych. Straty wywołane tarciem wewnętrznym.
Materiały pomocnicze do ćwiczeń:

Laboratoria
Wypływ cieczy przez małe otwory. Wzorcowanie rotametrów. Opływ ciała stałego płynem rzeczywistym. Straty ciśnienia wywołane lepkością cieczy: w zakresie laminarnym, i w zakresie turbulentnym. Pomiar strat miejscowych. Badanie zjawisk kawitacji przepływowej. Badanie charakterystyk pompy wirowej. Uderzenie strugi cieczy. Klasyczne doświadczenie Reynoldsa. Pomiar lepkości cieczy. Pomiar prędkości lokalnej i średniej.

Literatura podstawowa
  1. Matras Z.: Podstawy mechaniki płynów i dynamiki przepływów cieczy nienewtonowskich. Wydawnictwa Politechniki Krakowskiej, Kraków 2006.
  2. Burka E., S., Nałęcz T., J.: Mechanika płynów w przykładach. Teoria, Zadania, Rozwiązania. PWN, Warszawa 1994.
  3. Nowak Z.: Ćwiczenia laboratoryjne z mechaniki płynów. Skrypt PK, Kraków 1981.
  1. Rup K.: Mechanika płynów w środowisku naturalnym, Wydawnictwa Politechniki Krakowskiej, Kraków 2003.
  2. Walden H., Stasiak J. Mechanika cieczy i gazów w inżynierii sanitarnej, Arkady, Warszawa 1971.
  3. Prosnak W.J., Mechanika płynów, t.I., PWN, Warszawa 1970.
Osoba odpowiedzialna za przedmiot dr inż. Stanisław Walczak
Jednostka realizująca przedmiot Instytut Inżynierii Cieplnej i Procesowej - (M-5)

Logowanie