logo
Karta przedmiotu
logo

Mechanika płynów

Podstawowe informacje o zajęciach

Cykl kształcenia: 2020/2021

Nazwa jednostki prowadzącej studia: Wydział Budownictwa, Inżynierii środowiska i Architektury

Nazwa kierunku studiów: Transport

Obszar kształcenia: nauki techniczne

Profil studiów: ogólnoakademicki

Poziom studiów: pierwszego stopnia

Forma studiów: stacjonarne

Specjalności na kierunku: Transport drogowy, Transport kolejowy

Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów: inżynier

Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia: Katedra Mechaniki Płynów i Aerodynamiki

Kod zajęć: 13550

Status zajęć: obowiązkowy dla programu Transport drogowy, Transport kolejowy

Układ zajęć w planie studiów: sem: 5 / W15 L15 / 2 ECTS / Z

Język wykładowy: polski

Imię i nazwisko koordynatora: prof. dr hab. Anna Kucaba-Piętal

Terminy konsultacji koordynatora: termin konsultacji zgodnie z harmonogramem pracy jednostki organizacyjnej

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.

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
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

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 PRK
01 Zna podstawowe pojęcia mechaniki płynów i podstawowe techniki pomiaru prędkości i wydatku płynu. wykład, laboratorium sprawdzian pisemny, raport pisemny K_W58+
K_U08+
P6S_UW
P6S_WG
02 Zna i umie stosować zasadę pędu i momentu pędu w analizie prostych zagadnień przepływowych wykład, laboratorium sprawdzian pisemny, raport pisemny K_W58+
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 test pisemny, raport pisemny K_W58+
K_U29+
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. wykład, laboratorium sprawdzian pisemny, raport pisemny K_W58+
K_U29+
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 sprawdzian pisemny K_W58+
K_U29+
K_K04+
P6S_KK
P6S_UW
P6S_WG
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_W58+
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
5 TK01 Pojęcia podstawowe: lepkość ciśnienie, temperatura. Ściśliwość płynu. Wiskozymetry. Pomiar lepkości cieczy. Kinematyka płynu. Linie prądu i linie wirowe. Zasada zachowania masy. Siły masowe, powierzchniowe, tensor naprężeń. Dynamika płynu doskonałego: zasada zachowania pędu: równanie Bernoulliego. Zasada działania gaźnika i strumienicy. Ciśnieniowe przyrządy pomiarowe prędkości oraz kryzy: sonda Pitota, sonda Prandtla, zwężka Venturii’ego, kryza ISA, rotametr. Parcie hydrostatyczne. Pomiar prędkości sondą Prandtla i Sondą Pitota. Wpływ skosu na dokładmość pomiaru sondą Prandtla. W01, W02, L01, L02, L03 MEK01
5 TK02 Całkowa postać zasady zachowania pędu. Reakcja hydrodynamiczna. Zastosowania: maszyny przepływowe: pompy i turbiny hydrauliczne. Równanie Eulera maszyny wirnikowej. Charakterystyki. Moc maszyny hydraulicznej. Turbina Peltona. Pompa odśrodkowa, Sprawność pompy. Wyznaczanie charakterystyki pompy. W03, L04 MEK01 MEK02 MEK03
5 TK03 Ruch płynu rzeczywistego I: uogólniona hipoteza Newtona. Siły działające na opływane ciało: nośna i oporu. Współczynniki sil. Równania Naviera i Stokesa dla przepływu nieściśliwego. Bezwymiarowa postać równań N-S: liczby kryterialne: Reynoldsa, Macha, Eulera, Froude’a, Strouhala. Zasady modelowania w mechanice płynów. Tunele aerodynamiczne. Problematyka badań tunelowych. Metody wizualizacji przepływów. Układ równań opisujący transport masy i pędu w płynach rzeczywistych. Metodologie rozwiązania. Równanie Bernoulliego dla płynów rzeczywistych. Przepływ laminarny. Doświadczenie Reynoldsa. Zarys teorii smarowania. W04, L05, L08 MEK01 MEK02 MEK03
5 TK04 Ruch turbulentny. Opis turbulencji. Reynoldsowsko uśrednione równania Naviera i Stokesa (RANS). Przepływ turbulentny przez przewody. Wykres Nikuradsego. Równanie Bernoulliego dla płynów rzeczywistych. Zastosowania. Współczynniki strat. Wykres Nikuradsego - Wpływ chropowatości na straty w przewodach. Współpraca rurociągu z pompą. Wypływ swobodny. Charakterystyka przewodu. Przepływy w układach przewodów: rurociągi rozgałęzione. Kawitacja. Pomiar współczynnika strat liniowych. W05, L06 MEK01 MEK02 MEK03
5 TK05 Ruch płynu rzeczywistego II: Koncepcja warstwy przyściennej. Zjawisko oderwania. Opór tarcia, ciśnieniowy i opór indukowany. Podział brył na opływowe i nieopływowe. Źródła oporu ciał. Współczynniki sił aero/hydrodynamicznych. profile: opis geometrii i charakterystyki. Rozkład ciśnień na walcu kołowym dla różnych liczb Reynoldsa. W06 MEK01 MEK02 MEK04
5 TK06 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 oblicznia i wizualizacji. Opływ walca kołowego cyrkulacyjny i bezcyrkulacyjny. Paradoks D'alamberta, Wzór Żukowskiego na powstawanie siły nośnej. W07, L07 MEK01 MEK04 MEK06
5 TK07 Przepływy ściśliwe. Zasada zachowania masy. Słabe zaburzenia - prędkość dźwięku, wzór dla cieczy i gazów. Klasyfikacja przepływów. Kąt Macha. Dysza de Lavala. Silne zaburzenia - fale uderzeniowe: definicja, fala skośna, prostopadła i odsunięta. Parametry płynu po przejściu przez falę uderzeniowa. Opór falowy. W08 MEK01 MEK05

Nakład pracy studenta

Forma zajęć Praca przed zajęciami Udział w zajęciach Praca po zajęciach
Wykład (sem. 5) Przygotowanie do kolokwium: 5.00 godz./sem.
Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.
Uzupełnienie/studiowanie notatek: 5.00 godz./sem.
Studiowanie zalecanej literatury: 5.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 5) Przygotowanie do laboratorium: 5.00 godz./sem.
Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.
Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 5.00 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 wiadomość
Laboratorium Na postawie sprawozdań i krótkiego sprawdzianu wiadomości przed laboratorium.
Ocena końcowa Ocena z laboratorium z wagą 0,6. Ocena z wykładu z wagą 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: nie