Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Pozyskanie podstawowej wiedzy teoretycznej w dziedzinie mechaniki płynów. i umiejętności jej stosowania w prostych zagadnieniach technicznych. Zapoznanie się z podstawowymi technikami eksperymentalnymi mechaniki płynów.

Ogólne informacje o zajęciach: Zajęcie obejmują podstawy mechaniki płynów, ze szczególnym uwzględnieniem przepływów nieściśliwych.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	R. Gryboś	Podstawy Mechaniki Płynów, T. , T. 2	PWN .	1998
2	Wł. J. Prosnak	Mechanika Płynów	PWN Warszawa.	1970

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1

R. Gryboś

Zbiór zadań z technicznej Mechaniki Płynów

WN PWN, Warszawa.

2002

Literatura do samodzielnego studiowania

1

E. S. Burka, T.J. Nałęcz

Mechanika Płynów w przykładach

WN PWN, Warszawa .

1999

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Student zarejestrowany na semestr piąty

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Matematyka: rachunek różniczkowy i całkowy, rachunek wektorowy, trygonometria i geometria

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność pozyskiwania informacji i oceny wartości materiałów źródłowych (literatura, Intenet) , umiejętność samokształcenia się

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Zrozumienie potrzeby ciągłego dokształcania się.

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z OEK
01	Zna podstawowe pojęcia mechaniki płynów i podstawowe techniki metrologiczne prękości i wydatku	wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium	sprawdzian pisemny, raport pisemny	K_W002+++ K_W008++ K_U009++	W01+++ W03+++ W07+++ U09+++
02	Zna i umie stosować zasadę pędu i momentu pędu w analizie prostych zagadnień przepływowych	wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium	sprawdzian pisemny, raport pisemny	K_W002+++ K_U001++ K_U009+	W01+++ W03+++ W07+++ U01++ U09++
03	Zna podstawy zagadnień dotyczących przepływów w rurociągach, umie wykonać obliczenia strat w rurociągach, zna metody pomiarowe pozwalające na wyznaczenie strat lokalnych i liniowych w przewodach. Ma świadomość i umie oszacować zagrożenie takim zjawiskami jak kawitacja i uderzenie hydrauliczne.	wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium, realizacja zleconego zadania	raport pisemny	K_W002+ K_W004+++ K_U001++ K_U004++ K_U009+ K_K004+	W01+++ W02+++ W03+++ W07+++ U01++ U02+ U03+ U09+++ K03+ K04++
04	Prawidłowo identyfikuje zjawiska zachodzące przy opływie ciał. Umie wykonać obliczenia sił działających na ciało w opływie przy znanych wartościach współczynnikach sił.	wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium	raport pisemny, sprawdzian pisemny	K_W002+ K_W008++ K_U001+ K_U004++ K_U009++ K_K004+	W01+++ W03++ W07+++ U01+ U02+ U03++ U09++ K03+ K04++
05	Rozumie różnice jakościowe pomiędzy zjawiskami zachodzącymi w przepływach ściśliwych i nieścisliwych oraz w przeływie podkrytyczym i nadkrytycznym. Umie wykonać proste obliczenia dla jednowymiarowych przepływów gazu w przewodach o zmiennym przekroju.	wykład, ćwiczenia rachunkowe	sprawdzian pisemny	K_W002++ K_U009++ K_K004+	W01+++ W03+++ W07+++ U09+++ K03+ K04+
06	Potrafi określić różnice miedzy przepływami płynu rzeczywistego a doskonałego. Zna czynniki powodujące powstawanie siły nośnej i umie zidentyfikować czynniki mające wpływ na jej wartość.	wykład	sprawdzian pisemny	K_W008+++ K_U001+++ K_U009++	W03++ U01++ U09++
07	Posiada umiejętności/wiedzę z prowadzenia badań naukowych i pogłębioną wiedzę z zakresu metodyki badań w mechanice płynów	wykład, laboratorium	obserwacja wykonawstwa, raport pisemny, sprawdzian pisemny	K_W004++ K_W008+++ K_U004+++ K_U009++	W01++ W02+ W03++ U01++ U02+ U03+ U09++

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
5	TK01	Pojęcia podstawowe: lepkość ciśnienie, temperatura i ich interpretacja fizykalna w świetle molekularnej struktury materii. Ściśliwość cieczy. Pojęcie ośrodka ciągłego, wielkości opisujące stan ośrodka ciągłego, kryterium ciągłości: liczba Knudsena. Zasada zachowania masy: różne postaci równania ciągłości: forma różniczkowa i całkowa. Definicja wydatku płynu Dynamika płynu doskonałego I: zasada zachowania pędu- równanie Eulera. Całka Cauchy’ego równania Eulera: dwie postaci równania Bernoulliego. Zastosowania równania równania Bernoulliego dla płynów idealnych. Ciśnieniowe przyrządy pomiarowe: sonda Pitota, sonda Prandtla, zwężka Venturii’ego, kryza ISA, Rotametr. Zasada działania gaźnika i strumienicy. Pojęcie toru elementu płynu i linii prądu. Parcie hydrostatyczne Pomiar prędkości sondą Prandtla i Sondą Pitota. Wyznaczanie rozkładu prędkości w rurociągu. Wyznaczanie wydatku metodą całkowania bryły prędkości. Pomiar wydatku płynu kryzą ISA	W01, W02, C01, C02, L01, L02 ,L03	MEK01 MEK06 MEK07
5	TK02	Dynamika płynu doskonałego II: Całkowa postać zasady zachowania pędu. Reakcja hydrodynamiczna płynu na ciało stałe. Zastosowania: maszyny przepływowe: pompy i turbiny hydrauliczne. Równanie Eulera maszyny wirnikowej.Charakterystyki mechaniczne maszyny przepływowej. Reakcja hydrodynamiczna strugi swobodnej: turbiny Peltona i Gilkesa. Turbina Peltona. Pompa odśrodkowa, Kryteria turbina Francisa. Pomiar reakcji hydrodynamicznej. Wyznaczanie charakterystyki wentylatora promieniowego.	W05, W04, C03, L04	MEK01 MEK02 MEK03 MEK06 MEK07
5	TK03	Ruch płynu rzeczywistego I: uogólniona hipoteza Newtona. Równania Naviera i Stokesa dla przepływu ściśliwego i nieściśliwego. Bezwymiarowa postać równań N-S: liczby kryterialne: Reynoldsa, Macha, Eulera, Froude’a, Strouhala. Zasady modelowania w mechanice płynów. Niektóre rozwiązania równań N-S: laminarny przepływ osiowosymetryczny. Przepływ Coutte. Zarys teorii smarowania. Współczynnik strat liniowych. Równanie Bernoulliego dla płynów rzeczywistych. Przepływomierz laminarny. Doświadczenie Reynoldsa.	W07, W06, C04, L05, L08	MEK01 MEK03 MEK06 MEK07
5	TK04	Ruch płynu rzeczywistego II: Ruch turbulentny. Statystyczny opis turbulencji. Reynoldsowsko uśrednione równania Naviera i Stokesa (RANS). Przepływ turbulentny przez przewody. Wykres Nikuradsego. Wpływ chropowatości na straty w przewodach. Współpraca rurociągu z pompą. Wypływ swobodny. Charakterystyka przewodu. Obliczanie przepływów w układach przewodów: rurociągi rozgałęzione. Przewody równoległe. Kawitacja. Uderzenie hydrauliczne. Płyny nieniutonowskie. Pomiar współczynnika strat liniowych. Wykres piezometryczny.	W09, W08, C05, C06, L06	MEK01 MEK03 MEK07
5	TK05	Ruch płynu rzeczywistego III: Koncepcja warstwy przyściennej. Opór tarcia. Zjawisko oderwania. Opór tarcia, ciśnieniowy i opór indukowany. Podział brył na opływowe i nieopływowe. Źródła oporu ciał. Współczynniki sił aero/hydrodynamicznych Rozkład ciśnień na walcu kołowym dla różnych liczb Reynoldsa. Wizualizacja przepływów	W11, W10, C07	MEK01 MEK02 MEK04 MEK06 MEK07
5	TK06	Elementy dynamiki gazów: adiabata Poissona. Prędkość dźwięku w gazach. Równanie Bernoulliego gazów. Jednowymiarowe równanie ciągłości dla gazu. Dysza de Lavala. Przepływ podkrytyczny i nadkrytyczny Fale uderzeniowe (informacja). Przepływy gazu lepkiego w przewodach: przepływ adiabatyczny i izotermiczny. Zablokowanie przewodu.	W13, W12, C08	MEK01 MEK05
5	TK07	Dekompozycja obszaru przepływu na przepływ potencjalny i warstwę przyścienną. Potencjał prędkości, funkcja prądu, warunki Cauchego-Rimana, prędkość zespolona. Linie prądu i linie ekwipotencjalne. Rozwiązania podstawowe przepływu potencjalnego: przepływ płasko-równoległy, wir, źródło/upust. Dipol. Zasada superpozycji. Metody obliczania i wizualizacji.Opływ walca kołowego cyrkulacyjny i bezcyrkulacyjny. Paradoks D'alamberta, Wzór Żukowskiego na powstawanie siły nośnej. Wprowadzenie do nowoczesnych metod badawczych w mechanice płynów	W14, W15, L07	MEK01 MEK06 MEK07

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 5)	Przygotowanie do kolokwium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 5.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 5.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 5)	Przygotowanie do ćwiczeń: 7.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 6.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/studiowanie zadań: 1.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 5)	Przygotowanie do laboratorium: 7.50 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 7.50 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 8.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 5)
Zaliczenie (sem. 5)

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	ocena z testu sprawdzającego znajomość podstawowych wiadomości
Ćwiczenia/Lektorat	na podstawie sprawdzianu pisemnego i aktywności na ćwiczeniach
Laboratorium	na postawie sprawozdań i krótkiego sprawdzianu wiadomości przed laboratorium.
Ocena końcowa	ocena z laboratorium z wagą 0,3 ocena z ćwiczeń z wagą 0,3 ocena z wykładu 0.4

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	M. Kmiotek; A. Kordos; T. Muszyński; W. Żyłka	The Problem of Recycling of Unmanned Aerial Vehicles	2024
2	M. Kmiotek; A. Kordos; A. Piszczatowski; A. Zaremba	Numerical Study of the Effect of the Trailing-Edge Devices (Gurney Flap and Divergent Trailing-edge Flap) on the Aerodynamic Characteristics of an Airfoil in Transonic Flow for Drone Applications	2023
3	M. Kmiotek; R. Smusz	Effect of thin obstacles heights on heat transfer and flow characteristics in microchannels	2023
4	D. Ficek; M. Kmiotek; A. Kordos; T. Muszyński	Zastosowanie stopów metali lekkich w bezzałogowych statkach powietrznych	2021
5	T. Iwan; M. Kmiotek	Numerical simulation of flow through microchannels of technical equipment with triangular and rectangular elements of roughness	2021
6	T. Iwan; M. Kmiotek; A. Kordos	Numerical Simulation of Flow Through Microchannels with Random Roughness	2021
7	T. Iwan; M. Kmiotek; W. Żyłka	Chropowatość powierzchni makro- i mikroelementów	2021