logo
Karta przedmiotu
logo

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
01 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
02 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
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 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
04 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
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 sprawdzian pisemny K_W02++
K_U04+
K_U17++
K_K01++
P6S_KR
P6S_UU
P6S_UW
P6S_WG
06 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

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
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 Średnia ważona ocen z poszczególnych form kształcenia: ocena z ćwiczeń z waga 0.3 + ocena z laboratorium z wagą 0,4 + ocena z wykładu z wagą 0,3.

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