Karta przedmiotu

Wybrane zagadnienia z mechaniki płynów

Podstawowe informacje o zajęciach

Cykl kształcenia:

2020/2021

Nazwa jednostki prowadzącej studia:

Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa

Nazwa kierunku studiów:

Inżynieria środków transportu

Obszar kształcenia:

nauki techniczne

Profil studiów:

ogólnoakademicki

Poziom studiów:

pierwszego stopnia

Forma studiów:

stacjonarne

Specjalności na kierunku:

Diagnostyka i eksploatacja pojazdów samochodowych, Komputerowe projektowanie środków transportu, Logistyka i inżynieria transportu

Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów:

inżynier

Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia:

Katedra Inżynierii Lotniczej i Kosmicznej

Kod zajęć:

13325

Status zajęć:

obowiązkowy dla programu

Układ zajęć w planie studiów:

sem: 3 / W15 C15 L15 / 3 ECTS / Z

Język wykładowy:

polski

Imię i nazwisko koordynatora:

dr inż. Marek Szumski

semestr 3:

dr inż. Karol Szostek

Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia:
Pozyskanie podstawowej wiedzy teoretycznej w dziedzinie Mechaniki Płynów i nabycie umiejętności jej stosowania w prostych zagadnieniach technicznych. Zapoznanie się z podstawowymi wiadomościami dotyczącymi aerodynamiki samochodów/pojazdów oraz technikami eksperymentalnymi mechaniki płynów.

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

Materiały dydaktyczne:
Udostępniane są pdf prezentacji wykładów

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych
1	Wł. J. Prosnak	Mechanika Płynów	PWN, Warszawa.	1970
2	L.D. Landau, E.M. Lifszyc	Hydrodynamika	Wydaw.Nauk.PWN, Warszawa.	2009
3	R. Puzyrewski, J. Sawicki,	Podstawy mechaniki płynów i hydrauliki,	Wydaw.Nauk.PWN, Warszawa.	2013
4	J.Piechna	Podstawy aerodynamiki pojazdów	Warszawa, Wydanictwa Komunikacji i Łączności.	2000

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych
1	R. Gryboś	Zbiór zadań z technicznej Mechaniki Płynów	Wydaw.Nauk.PWN, Warszawa.	2011
2	M. Ciałkowski	Mechanika płynów : zbiór zadań z rozwiązaniami	Wydaw. Politech.Poznańskiej, Poznań.	2015
3	J. Walczak, M. Grzelczak	Inżynierska mechanika płynów : zbiór zadań	Wydaw.Politech.Poznańskiej, Poznań.	2014

Literatura do samodzielnego studiowania
1	E. S. Burka, T. J. Nałęcz.	Mechanika płynów w przykładach : teoria, zadania, rozwiązania	Wydaw.Nauk.PWN, Warszawa.	2002
2	Wolf H.H. (red.)	Aerodynamika samochodu: od mechaniki przepływu do budowy pojazdu, Wituszyński K. (tłum.)	Warszawa: Wydawnictwa Komunikacji i Łączności..	1988

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy / umiejętności / kompetencji społecznych

Wymagania formalne:
Student zarejestrowany na semestr trzeci

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy:
Matematyka: rachunek różniczkowy i całkowy, rachunek wektorowy, trygonometria i geometria Fizyka: zasady dynamiki Newtona, zasada zachowania pędu i momentu pędu, przemiany fazowe

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

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

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 PRK
MEK01	Zna podstawowe pojęcia mechaniki płynów i podstawowe techniki pomiaru prędkości, lepkości oraz wydatku ( natężenia przepływu) płynu oraz sił działających na opływane ciało.	wykład, laboratorium, ćwiczenia	sprawdzian pisemny, raport pisemny	K-W02++ K-U01+	P6S-UW P6S-WG
MEK02	Zna i umie stosować zasadę pędu i momentu pędu w analizie prostych zagadnień przepływowych	wykład, laboratorium, ćwiczenia	sprawdzian pisemny, raport pisemny	K-W02++ K-U01++ K-U07++	P6S-UW P6S-WG
MEK03	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 zjawiskiem jak kawitacja.	wykład, laboratorium, realizacja zleconego zadania, ćwiczenia	test pisemny, raport pisemny	K-W02++ K-W04+ K-U04+ K-U07+ K-U17++	P6S-UU P6S-UW P6S-WG
MEK04	Prawidłowo identyfikuje zjawiska zachodzące przy opływie ciał. Umie wykonać obliczenia sił działających na ciało w opływie przy znanych wartościach współczynnikach sił. Identyfikuje zjawiska wplywajace na wzrost sily oporu poruszajacego sie ciała.	wykład, laboratorium, ćwiczenia	sprawdzian pisemny, raport pisemny	K-W02++ K-U01+ K-U04++ K-U17++	P6S-UU P6S-UW P6S-WG
MEK05	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	sprawdzian pisemny	K-W02++ K-U04+ K-U17++ K-K01++	P6S-KR P6S-UU P6S-UW P6S-WG
MEK06	Potrafi określić różnice miedzy przepływami płynu rzeczywistego a doskonałego. Zna czynniki powodujące powstawanie sił aerodynamicznych: nośnej i oporu. Umie zidentyfikować czynniki mające wpływ na ich wartość.	wykład,ćwiczenia. laboratorium	sprawdzian pisemny	K-W02++ K-U01++ K-K01++	P6S-KR P6S-UW P6S-WG

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
3	TK01	Wstęp do mechaniki płynów, pojęcia podstawowe, właściwości makroskopowe płynów. Pomiary lepkości płynu, lepkość zawiesin, płyny nienewtonowskie (smary). Hydrostatyka, Atmosfera standardowa. Kinematyka płynów: metody opisu ruchu płynu, równania: toru elementu płynu, linii prądu, linii wirowej, ciągłości przepływu, definicja natężenia objętościowego i masowego płynu oraz cyrkulacji. Pomiar prędkości sondą Prandtla i Sondą Pitota. Wpływ skosu na dokładmość pomiaru sondą Prandtla.	W01, W02, L01, L02, L03, C1	MEK01
3	TK02	Równania wyrażające zasady zachowania masy, pędu i energii przepływającego płynu i ich postać bezwymiarowa. Tensor naprężeń. Liczby kryterialne, Reynoldsa, Macha, Strouhala, oraz Fruda. Podobieństwo przepływów i badania modelowe. Tunele aerodynamiczne i metody eksperymentalne. Problematyka badań tunelowych. Metody wizualizacji przepływów	W03, L04, C2	MEK01 MEK02 MEK03
3	TK03	Pojęcie turbulencji i jej charakteryzacja. Różnica miedzy przepływami laminarnymi i turbulentnymi. Wyznaczanie krytycznej liczby Reynoldsa dla przepływu w rurociągu. Dekompozycja obszaru przepływu na przepływ potencjalny i warstwę przyścienną. Koncepcja warstwy przyściennej i jej charakterystyka. Przyczyny oderwania warstwy przyściennej i jej wplyw na wielkosci hydrodynamiczne. Definicja ciała opływowego. Wizualizacja opływu ciał opływowych i nieopływowych oraz oderwania warstwy przyściennej. ślad aerodynamiczny.	W04, L05, L08, C3	MEK01 MEK02 MEK03
3	TK04	Dynamika płynu doskonałego. Równanie Bernoulliego, zjawisko kawitacji. Zasada działania gaźnika i strumienicy. Całkowa postać zasady zachowania pędu. Reakcja hydrodynamiczna. Maszyny przepływowe: pompy, sprężarki i turbiny. Wyznaczanie charakterystyk maszyn przepływowych. Przeplywy potencjalne, metody wyznaczania, cyrkulacyjny i bezcyrkulacyjny oplyw walca	W05, L06, C4	MEK01 MEK02 MEK03
3	TK05	Dynamika płynu rzeczywistego: Równanie Bernoulliego dla płynów rzeczywistych. Przepływ przez przewody. Współczynniki strat. Wykres Nikuradsego. Straty ciśnienia wywolane lepkością. Wpływ chropowatości na straty w przewodach. Współpraca rurociągu z pompą. Kawitacja. Pomiar współczynnika strat liniowych. Zarys teorii smarowania. Przepływy w łożyskach.	W06, C5	MEK01 MEK02 MEK04
3	TK06	Siły działające na na poruszające się ciało: nośna i oporu. Metody ich wyznaczania eksperymentalnego oraz obliczeniowego. Czynniki wpływające na wartości współczynników siły: nośnej cy i oporu cx. Wpływ oderwania warstwy przyściennej na wzrost siły oporu opływanego ciała. Kształtowanie aerodynamiczne powierzchni opływanych. Podstawy aerodynamiki pojazdów. Wyznaczanie współczynnika cx dla samochodu na podstawie badan modelowych w tunelu aerodynamicznym.	W07, L07, C6, C7	MEK01 MEK04 MEK06
3	TK07	Wpływ efektów ściśliwości płynu na charakterystyki przepływowe i opór ciał. Opor falowy. Równanie ciągłości i równanie Bernoulliego dla przepływów ściśliwych. Dysza de Lavala. Fale uderzeniowe, stożek Macha, fale uderzeniowe i rozrzedzeniowe.	W08, C8	MEK01 MEK05

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 3)	Przygotowanie do kolokwium: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 5.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 3)	Przygotowanie do ćwiczeń: 3.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/studiowanie zadań: 2.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 3)	Przygotowanie do laboratorium: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 5.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 3)
Zaliczenie (sem. 3)	Przygotowanie do zaliczenia: 3.00 godz./sem.	Zaliczenie pisemne: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Ocena z testu sprawdzającego znajomość podstawowych wiadomość
Ćwiczenia/Lektorat	na podstawie oceny z kolokwium zaliczającego
Laboratorium	Na postawie sprawozdań i krótkiego sprawdzianu wiadomości przed laboratorium.
Ocena końcowa

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 nie