Předmět Aplikovaná mechanika tekutin (AMT-FBI)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu AMT-FBI - Aplikovaná mechanika tekutin, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Cílem předmětu je, aby se studenti seznámili s experimentálními a numerickými metodami pro řešení z oblasti aplikacehydromechaniky do problematiky požárních zařízení. Studenti budou analyzovat vlastnosti kapalin, charakteristikusériově a paralelně řazeného potrubí, hydraulický ráz, měrnou energii čerpadel samostatných a řazených – sériověa paralelně a sílu proudu kapaliny na plochu, kde nejprve budou řešeny ustálené stavy a následovně časově závisléúlohy. Samostatně sestaví různě situované úlohy v softwaru Matlab-SimHydraulics a výsledky pak porovnají s naměřenýmihodnotami z experimentu, který student provede v laboratoři katedry. Výsledky budou porovnány a zhodnoceny přiobhajobě u zkoušky.

Osnova

OSNOVA PŘEDMĚTU1. Fyzikální vlastnosti kapalin a jejich měření (hustota, viskozita kapalin), závislost na teplotě a tlaku2. Statické charakteristiky hydraulických systémů, jednoduché potrubí, odpor proti pohybu, třecí odpor, místníodpor, tlakový spád a statická charakteristika potrubí, prezentace měření, která budou prováděná ve cvičení3. Simulace tlakového spádu a statických charakteristik v programu SimHydraulics, prvky v SimHydraulics, výpočettlakového spádu, výpočet statické charakteristiky4. Výpočet statické charakteristiky rozvětvené nebo okruhované sítě5. Simulace dynamických charakteristik v programu SimHydraulics, neustálené proudění, odpor proti pohybu, odporproti zrychlení, odpor proti deformaci a hydraulická kapacita, značení hydraulických odporů6. Řešení hydraulického rázu, T – článek, dělené potrubí (Segmented popelíne), rozváděč, řízení rozváděče, numerickéřešení – SimHydraulics, rychlost zvuku v potrubí7. Řídicí prvky 8. Řešení dynamiky složitého hydraulického obvodu užitím SimHydraulics9. Řešení obvodu s čerpadly, odstředivé čerpadlo v SimHydraulics, 1D a 2D charakteristika10. Obvody s čerpadly, obvod - tlakový spád, statická charakteristika, hydraulický ráz11. Řazení čerpadel sériové, paralelní, obvod12. Hybnost vodního paprsku, silové účinky proudící tekutiny na plochy a tělesa, věta o změně hybnosti, aplikacevěty o změně hybnosti, prezentace experimentu13. Silové účinky proudící tekutiny na obecné plochy a tělesa, matematický model proudění tekutin, přenos hmoty,hybnosti, okrajové podmínky, podmínky vstupu a výstupu, prvky sítě, metody matematického modelování turbulentníhoproudění14. Tlakové síly na desce způsobené proudem kapaliny z trysky - příkladyOsnova cvičení1. Bernoulliho rovnice pro ideální a skutečnou kapalinu, výpočet ztrát, Re čísla, součinitele tření. 2. Měření fyzikálních vlastností – program, statické charakteristiky jednoho potrubí na vodní trati, měření sériověa paralelně řazených potrubí – program. 3. Vyhodnocení měření fyzikálních vlastností kapaliny v Excelu, vyhodnocení statické charakteristiky potrubí ařazení potrubí v Excelu, úvod do Matlabu. 4. Výpočet tlakového spádu na 1 potrubí v programu Matlab, vytvoření subsystému, zadávání proměnlivého signálu.5. Výpočet statické charakteristiky pro 1 potrubí (modelování naměřených dat), možnosti zobrazení výsledků v Matlabu,převod dat do excelu. 6. Modelování sériově a paralelně řazených potrubí v Matlabu a porovnání s Excelem. 7. Měření hydraulického rázu – program, charakteristiky čerpadla a řazení čerpadel – program.8. Vyhodnocení dat z měření – vyhodnocení hydraulického rázu – určení modulu pružnosti z měření, modelování ustálenéhostavu pro hydraulický ráz v programu Matlab.9. Modelování hydraulického rázu v programu Matlab pro teoretické a naměřené hodnoty - modelování hydraulickéhorázu pro neustálené stavu, zjištění vlivu ekvivalentní délky, součinitele výtoku ventilu a množství vzduchu nahydraulický ráz.10. Výpočet čerpadel – sací výška čerpadla, příkon, výkon, měrná energie čerpadla, pracovní bod systému. Vyhodnoceníměření charakteristik čerpadel, sériové a paralelní řazení čerpadel v Excelu.11. Modelování charakteristiky jednoho čerpadla v Matlabu - modelování odstředivého čerpadla v Matlabu a jeho možnostizadávání – 1D charakteristika, určení základních parametrů při ustáleném stavu pro charakteristiku čerpadla. 12. Zadávání 1D charakteristiky čerpadel v Matlabu. Při ustáleném stavu určení konstant – výtokový součinitel ventilu,ekvivalentní délka potrubí. Zadávání 2D a 3D charakteristiky čerpadel v Matlabu. Zadávání čerpadla dle katalogu,afinní vztahy pro základní parametry čerpadla.13. Modelování sériově a paralelně řazení čerpadel v Matlabu.14. Porovnání modelovaného řazení čerpadel s výpočtem v Excelu.

Literatura

-KOZUBKOVÁ, Milada a kol. Mechanika tekutin, návody pro laboratorní cvičení. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2007. 113s. (Elektronická publikace na CD ROM). BOJKO, M., KOZUBKOVÁ, M., RAUTOVÁ, J.: Základy hydromechaniky a zásobování hasivy, Sdružení požárního a bezpečnostníhoinženýrství Ostrava, 2007, 182 s., ISBN 80-86634-53-1 KOZUBKOVÁ, M.: Dynamika 2007, el. skripta, VŠB Ostrava, 2007, 109 s.

Požadavky

Žádné

Garant

prof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.

Vyučující

Ing. Jana Jablonská, Ph.D.prof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.