tttttt
Strona: 1

Podstawowe informacje o zajęciach

Nazwa zajęć: Mechanika płynów

Cykl kształcenia: 2021/2022

Nazwa jednostki prowadzącej studia: Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa

Nazwa kierunku studiów: Lotnictwo i kosmonautyka

Obszar kształcenia: nauki techniczne

Profil studiów: ogólnoakademicki

Poziom studiów: pierwszego stopnia

Forma studiów: stacjonarne

Specjalności na kierunku: Awionika, Pilotaż, Samoloty, Silniki lotnicze, Zarządzanie ruchem lotniczym

Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów: inżynier

Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia: Katedra Inżynierii Lotniczej i Kosmicznej

Kod zajęć: 649

Status zajęć: obowiązkowy dla programu Samoloty, Zarządzanie ruchem lotniczym

Układ zajęć w planie studiów: sem: 3 / W30 C15 L15 / 4 ECTS / Z

Język wykładowy: polski

Imię i nazwisko koordynatora: dr inż. Małgorzata Kmiotek

Dane kontaktowe koordynatora: budynek L-33, pokój 15, tel. 17 743 2355, kmimal@prz.edu.pl

Terminy konsultacji koordynatora: wg harmonogramu pracy KLiK

Pozostałe osoby prowadzące zajęcia

semestr 3: mgr inż. Natalia Marszałek , termin konsultacji wg harmonogramu pracy jednostki organizacyjnej KILiK

Strona: 2

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 kształcenia: 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

Literatura uzupełniająca

  1. R. Puzyrewski, J. Sawicki , Podstawy mechaniki płynów i hydrauliki , WN PWN Warszawa ., 1998
Strona: 3

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.

Strona: 4

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK Student, który zaliczył zajęcia Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia Sposoby weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia Związki z KEK Związki z PRK
01. Zna podstawowe pojęcia mechaniki płynów i podstawowe techniki metrologiczne prękości i wydatku wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium sprawdzian pisemny, raport pisemny K_W07++
K_U08++
K_K04++
P6S_KO
P6S_UW
P6S_WG
02. Zna i umie stosować zasadę pędu i momentu pędu w analizie prostych zagadnień przepływowych wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium sprawdzian pisemny, raport pisemny K_U04++
K_U08++
P6S_UU
P6S_UW
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_W07++
K_U08++
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, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium raport pisemny, sprawdzian pisemny K_W07++
K_U08++
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 rachunkowe sprawdzian pisemny K_U08++
K_K04++
P6S_KO
P6S_UW
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_W07++
K_U04++
P6S_UU
P6S_WG
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_W07++
K_U04++
K_K04++
P6S_KO
P6S_UU
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).

Strona: 5

Treści kształcenia dla zajęć

Sem. TK Treści kształcenia Realizowane na MEK
3 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
3 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
3 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
3 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
3 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
3 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
3 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
Strona: 6

Nakład pracy studenta

Forma zajęć Praca przed zajęciami Udział w zajęciach Praca po zajęciach
Wykład
(sem. 3)

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. 3)

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. 3)

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. 3)
Zaliczenie
(sem. 3)
Strona: 7

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład Ocena z testu sprawdzającego znajomość wiadomości (MEK1-MEK7), 50-60% punktów ocena dst, 61-70% punktów ocena +dst, 71-80% punktów ocena db, 81-90% punktów ocena +db, powyżej 90% punktów ocena bdb
Ćwiczenia/Lektorat Na postawie krótkiego sprawdzianu wiadomości przed ćwiczeniami, testu końcowego (MEK1-MEK7), 50-60% punktów ocena dst, 61-70% punktów ocena +dst, 71-80% punktów ocena db, 81-90% punktów ocena +db, powyżej 90% punktów ocena bdb
Laboratorium na postawie sprawozdań i krótkiego sprawdzianu wiadomości przed laboratorium (MEK1-MEK7), 50-60% punktów ocena dst, 61-70% punktów ocena +dst, 71-80% punktów ocena db, 81-90% punktów ocena +db, powyżej 90% punktów ocena bdb
Ocena końcowa ocena z laboratorium z wagą 0,3 ocena z ćwiczeń z wagą 0,3 ocena z wykładu 0.4
Strona: 8

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

Strona: 9

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

Publikacje naukowe

  1. D. Ficek; M. Kmiotek; A. Kordos; T. Muszyński, Zastosowanie stopów metali lekkich w bezzałogowych statkach powietrznych, ., 2021
  2. T. Iwan; M. Kmiotek, Numerical simulation of flow through microchannels of technical equipment with triangular and rectangular elements of roughness, ., 2021
  3. T. Iwan; M. Kmiotek; A. Kordos, Numerical Simulation of Flow Through Microchannels with Random Roughness, ., 2021
  4. T. Iwan; M. Kmiotek; W. Żyłka, Chropowatość powierzchni makro- i mikroelementów, ., 2021
  5. M. Kmiotek; A. Kucaba-Piętal, Influence of slim obstacle geometry on the flow and heat transfer in microchannels, ., 2018
  6. M. Kmiotek; P. Korba; J. Kozuba; T. Muszyński, The Concept of Surveillance/Rescue System with a Ducted Propeller for Water Rescue Service, KAUNAS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, LITWA., 2017