Mechanika płynów

Mechanika płynów jest jednym z podstawowych przedmiotów, na których bazuje inżynieria środowiska. Jej nauczanie ma na celu przybliżenie słuchaczom praw rządzących zachowaniem się ośrodków ciągłych, do których należą ciecze i gazy. Znajomość tych praw jest konieczna nie tylko do zrozumienia wielu zagadnień związanych z szeroko pojętą aero- i hydrodynamiką lecz również do prawidłowego ich wykorzystania w rozwiązywaniu różnych problemów hydraulicznych bądź w projektowaniu hydrotechnicznym.

Treść programu składa się z dwóch zasadniczych części tj. z hydrostatyki i hydrodynamiki. Pierwsza z nich obejmuje podstawowe prawa, parcie na powierzchnie płaskie i zakrzywione oraz równowagę ciał zanurzonych w cieczy. Druga część, oprócz podstawowych praw hydrodynamiki dotyczy ruchu cieczy i gazów w przewodach zamkniętych. Program obejmuje także hydraulikę koryt otwartych i wybrane zagadnienia z przepływu gazów.

Wykłady:

Wiadomości wprowadzające, właściwości cieczy, hyydrostatyka – ciśnienie, równanie równowagi płynów, pływanie ciał, parcie na powierzchnie płaskie i zakrzywione.

Definicje i pojęcia hydrodynamiki, prawo ciągłości ruchu cieczy.

Równanie Bernoulliego dla cieczy idealnej i rzeczywistej.

Ruch płynów w przewodach pod ciśnieniem, opory ruchu.

Wypływ cieczy przez otwory i przystawki, przelewy.

Ruch cieczy w kanałach otwartych – podstawowe równania.

Ruch wód gruntowych, studnia zwykła, artezyjska.

Opływ ciał, przepływ gazów.

Podobieństwo hydrauliczne.

Ćwiczenia:

Ciśnienie hydrostatyczne, parcie na powierzchnie płaskie, podział wykresu parcia na części o jednakowej powierzchni, parcie na powierzchnie zakrzywione. Wypór hydrostatyczny.

Równanie Bernouliego dla cieczy idealnej i rzeczywistej.

Wykorzystanie równania Bernouliego do obliczeń oporów ruchu w przewodach zamkniętych, współczynnik oporów liniowych.

Opory ruchu w przewodach zamkniętych, współczynnik strat miejscowych,

Przepływ w przewodach pod ciśnieniem, przewód wydatkujący po drodze; obliczenie sieci otwartej.

Przepływ w korytach otwartych – wypływ przez otwory, przelewy.

Przepływ w korytach otwartych. Prędkość średnia przepływu. Obliczenie parametrów przepływu – metoda kolejnych przybliżeń.

Odskok hydrauliczny (równanie Bernouliego w obliczeniach przepływu wody w korytach otwartych) . Krytyczne parametry ruchu cieczy.

1. Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R., 1997, Mechanika płynów w inżynierii środowiska, WNT, Warszawa

2. Lewandowski J.B., 2006, Mechanika płynów, Wyd. AR w Poznaniu

3. Burka E.S, Nałęcz T.J., 1994, Mechanika płynów w przykładach, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa

4. Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R., 2001, Zadania z mechaniki płynów w inżynierii środowiska, WNT, Warszawa

5. Książek L., materiał dydaktyczny www.matrix.ar.krakow.pl/~lksiazek

Student zna właściwości cieczy i gazów, prawa opisujące stan płynów w spoczynku i siły w niej występujące (hydrostatyka) oraz prawa ruchu wody: zachowania masy, pędu i energii (hydrodynamika), równanie Bernouliego dla cieczy i gazu, ruch ustalony i nieustalony w przewodach zamkniętych i korytach otwartych, metody obliczeniowe do określenia układu zwierciadła wody w korytach otwartych, wypływu przez otwory i przepływu przez przelewy, odskok hydrauliczny, obliczyć ciśnienie w cieczy, reakcję pomiędzy cieczą i ściankami naczynia w który się znajduje, obliczyć parametry przepływu wody i opory ruchu w przewodach zamkniętych i korytach otwartych, obliczyć podstawowe parametry budowli hydrotechnicznych oraz układ zwierciadła na długości cieku oraz przeprowadzić pomiary laboratoryjne, pozyskiwać informacje z literatury, przeprowadzić obliczenia dla różnych wariantów.

Wykłady

Egzamin ustny; na ocenę pozytywną należy udzielić co najmniej 55% prawidłowych odpowiedzi na zadane pytania; udział oceny z zaliczenia wykładów w ocenie końcowej wynosi 50%.

ćwiczenia

Wykonanie sprawozdań z ćwiczeń; na ocenę pozytywną należy prawidłowo wykonać sprawozdania, odpowiedzieć na kilka pytań dotyczących jego wykonania oraz zaliczyć 1-2 kolokwia; udział oceny z zaliczenia ćwiczeń projektowych w ocenie końcowej wynosi 50%.