Karta przedmiotu

Mechanika płynów

Podstawowe informacje o zajęciach

Cykl kształcenia:

2021/2022

Nazwa jednostki prowadzącej studia:

Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa

Nazwa kierunku studiów:

Mechanika i budowa maszyn

Obszar kształcenia:

nauki techniczne

Profil studiów:

ogólnoakademicki

Poziom studiów:

pierwszego stopnia

Forma studiów:

niestacjonarne

Specjalności na kierunku:

Alternatywne źródła i przetwarzanie energii, Inżynieria odlewnictwa, Inżynieria spawalnictwa, Komputerowo wspomagane wytwarzanie, Pojazdy samochodowe, Programowanie i automatyzacja obróbki

Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów:

inżynier

Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia:

Katedra Inżynierii Lotniczej i Kosmicznej

Kod zajęć:

6048

Status zajęć:

obowiązkowy dla programu

Układ zajęć w planie studiów:

sem: 6 / W10 C9 L8 / 3 ECTS / Z

Język wykładowy:

polski

Imię i nazwisko koordynatora:

prof. dr hab. Anna Kucaba-Piętal

semestr 6:

dr inż. Karol Szostek

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
MEK01	Zna podstawowe pojęcia mechaniki płynów i podstawowe techniki pomiaru prędkości i wydatku płynu	wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium	sprawdzian pisemny, raport pisemny	K-W02+++ K-W08++ K-U09++	P6S-UW P6S-WG
MEK02	Zna i umie stosować zasadę pędu i momentu pędu w analizie prostych zagadnień przepływowych	wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium	sprawdzian pisemny, raport pisemny	K-W02+++ K-W04++ K-U01++ K-U09+	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 zjawiskami jak kawitacja i uderzenie hydrauliczne.	wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium, realizacja zleconego zadania	sprawdzian pisemny	K-W02+ K-W04+++ K-U01++ K-U04++ K-U09+ K-K03+	P6S-UK P6S-UO P6S-UW P6S-WG
MEK04	Prawidłowo identyfikuje zjawiska zachodzące przy opływie ciał. Umie wykonać obliczenia sił działających na ciało w opływie przy znanych wartościach współczynników sił.	wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium	raport pisemny, sprawdzian pisemny	K-W02+ K-W08++ K-U01+ K-U04++ K-U09++ K-K03+	P6S-UK P6S-UO 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 rachunkowe	sprawdzian pisemny	K-W02++ K-U09++ K-K03+	P6S-UO P6S-UW P6S-WG
MEK06	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-W02+ K-U01+ K-K03+	P6S-UO P6S-UW P6S-WG

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
6	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.	W01, C01, L01, L02	MEK01
6	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.	W01, L03	MEK01 MEK02 MEK03
6	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.	W02, C02, L04	MEK01 MEK03
6	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. Obliczanie przepływów w układach przewodów: rurociągi rozgałęzione. Kawitacja. Pomiar współczynnika strat liniowych.	W03, C03, L05	MEK01 MEK03
6	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.	W04, C04	MEK01 MEK02 MEK04
6	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.	W04, C05, L06	MEK01 MEK04 MEK06
6	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.	W05	MEK01 MEK05

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 6)	Przygotowanie do kolokwium: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 10.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 5.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 5.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 6)	Przygotowanie do ćwiczeń: 10.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 7.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 9.00 godz./sem.	Dokończenia/studiowanie zadań: 1.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 6)	Przygotowanie do laboratorium: 7.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 7.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 8.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 5.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 6)
Zaliczenie (sem. 6)

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	ocena 3.0 - ocena ze sprawdzianów na laboratoriach i ćwiczeniach, ocena wyższa na podstawie 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 0,35. Ocena z ćwiczeń z wagą 0,35. 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 tak

1	A. Kucaba-Piętal	Kierunki rozwoju wybranych dyscyplin z dziedziny nauk inżynieryjno-technicznych	2025
2	A. Kucaba-Piętal	Wykorzystanie nanorurek węglowych w technologiach wodorowych	2024
3	A. Kucaba-Piętal	Perspektywy rozwoju nanofluidyki i systemów nanofluidycznych	2023
4	A. Kucaba-Piętal	Dziekuję, Profesorze!	2022
5	A. Kucaba-Piętal; K. Marzec	Układ chłodzenia powierzchni połączonych ze sobą pod kątem rozwartym	2021
6	A. Kucaba-Piętal	Flows in Nanochannels	2020