Předmět Mechanika tekutin (MeTek)

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

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Studenti se seznámí s aplikací zákonů zachování a podmínkami rovnováhy sil za klidu a pohybu tekutin. Budou vycházetze znalostí získaných v obecné mechanice, které mohou aplikovat při poznávání zákonitostí kontinua. K pochopeníučiva budou realizovat jednoduché experimentální úlohy. Na základě získaných znalostí budou umět řešit prakticképroblémy mechaniky tekutin, zejména tlaky a tlakové síly v tekutinách za klidu i za jejich pohybu, seznámí se is řešením složitějších inženýrských úloh.

Osnova

Program přednášek:1 Základní pojmy mechaniky tekutin, fyzikální vlastnosti kapalin2 Tlak a tlakové síly v kapalině za klidu, Eulerova rovnice hydrostatiky, hladinové plochy, Pascalův zákon3 Tlaková síla na rovinné a křivé plochy, plavání těles, Archimedův zákon4 Kapaliny v relativním klidu5 Úvod do proudění tekutin, rovnice kontinuity a Bernoulliho rovnice pro proudění ideální tekutiny6 Proudění skutečné kapaliny, Navier-Stokesova rovnice, Bernoulliho rovnice pro skutečnou kapalinu v gravitačním poli7 Měření tlaku a průtoku v potrubí 8 Ustálené proudění v potrubí, laminární proudění v úzké štěrbině, laminární a turbulentní proudění v potrubí kruhového průřezu9 Hydraulické odpory třením a místní, hydraulický výpočet potrubí, charakteristika potrubí, základy grafického řešení 10 Výtok kapaliny malým otvorem, výtok kapaliny velkým obdélníkovým otvorem v boční stěně nádoby, přepady, výtok při současném přítoku, vyprazdňování nádob11 Nestacionární proudění nestlačitelné kapaliny potrubím, hydraulický ráz12 Bernouliho rovnice pro rotující kanál, odstředivé čerpadlo, charakteristika čerpadla, čerpadlo v potrubním systému13 Silové účinky proudící tekutiny na plochy a tělesa, obtékání těles14 Proudění v korytech, fyzikální podobnostProgram cvičení a seminářů + individuální práce studentů:1 Fyzikální vlastnosti kapalin, tlak, tlakové hladiny2 Tlaková síla na rovinné a křivé plochy3 Relativní klid kapalin4 Rovnice kontinuity, Bernoulliho rovnice pro dokonalou kapalinu,Bernoulliho rovnice pro skutečnou kapalinu5 Kontrolní test č.1-Kapaliny v kliduMěření tlaku a rychlostí v potrubí6 Laminární a turbulentní proudění v potrubí7 Hydraulické odpory třením při laminárním a turbulentním proudění, odpory místní 8 Laboratorní měření9 Hydraulický výpočet potrubí10 Výtok kapaliny z nádoby otvory, přepady, 11 Nestacionární proudění nestlačitelné kapaliny potrubím, hydraulický ráz 12 Bernoulliho rovnice pro rotující kanál, odstředivé čerpadlo, čerpadlo a potrubí13 Kontrolní test č.2Rovnoměrný průtok v korytě, Chézyho rovnice14 Věta o změně hybnosti, odpor tělesSeznam otázek ke zkoušce:1 Tekutiny-základní pojmy, fyzikální vlastnosti tekutin2 Kapaliny v klidu, zákon o šíření tlaku v kapalinách (závislost na směru)3 Eulerova rovnice hydrostatiky, diferenciální rovnice tlakové funkce, hladinové plochy a jejich praktický význam4 Pascalův zákon a jeho aplikace ( hydraulický lis, přenos energie)5 Tlaková síla na rovinné plochy ( velikost a působiště tlakové síly, zatěžovací obrazce)6 Tlakové síly na křivé plochy ( metoda složková a náhradních ploch), vztlak a plavání těles, Archimedův zákon7 Přímočarý rovnoměrně zrychlený pohyb nádoby s kapalinou8 Rovnoměrné otáčení nádoby s kapalinou kolem svislé osy 9 Základní pojmy dynamiky tekutin, rozdělení proudění tekutin ( podle vlastností a kinematických hledisek)10 Rovnice kontinuity pro prostorové a jednorozměrné proudění11 Eulerova rovnice pro proudění ideální tekutiny12 Bernoulliho rovnice pro ideální tekutiinu, použití Bernoulliho rovnice13 Měření rychlosti a tlaku kapaliny v potrubí14 Proudění skutečné kapaliny , Navier-Stokesova rovnice15 Bernoulliho rovnice pro skutečnou kapalinu, použití Bernoulliho rovnice16 Ustálené proudění, laminární proudění v úzké štěrbině, laminární a turbulentní proudění v potrubí kruhového průřezu17 Turbulentní proudění v potrubí kruhového průřezu18 Hydraulické odpory třením po délce, výpočet součinitele tření 19 Hydraulické odpory místní, stanovení součinitele místní ztráty 20 Výtok kapaliny z nádoby malým kruhovým otvorem ve dně, vyprázdnění nádoby21 Výtok kapaliny velkým otvorem v boční stěně nádoby, přepady22 Hydraulický výpočet potrubí23 Hydrodynamické čerpadlo, čerpací systém, parametry čerpadla, výpočet měrné energie čerpadla, charakteristika čerpadla, určení sací výšky.24 Neustálené proudění nestlačitelné kapaliny v potrubí25 Neustálené proudění stlačitelné kapaliny v potrubí, hydraulický ráz26 Rovnoměrný průtok korytem, Chézyho rovnice27 Hybnostní věta a její aplikace v mechanice tekutin28 Odpor tělěs29 Teorie podobnostiZápočet: V průběhu cvičení jsou psány 2 testy, každý obsahuje 3 příklady k řešení, za které je možné získat 9 bodů. Z každéhotestu musí student získat minimálně 3 body. Za zpracování protokolu z laboratorního měření (3 úlohy) je možné získat 12 bodů. Maximální počet bodů k zápočtuje 30, minimální požadovaný počet pro udělení zápočtu je 20 bodů.ZkouškaZkouška se skládá z písemné a ústní části. Písemná část obsahuje dva příklady a 10 testových otázek, na které jevyžadována krátká, ale výstižná odpověď. Za každý správně vypočítaný příklad je možno získat 10 bodů, za každousprávnou odpověď na otázku 1 bod, celkem tedy 30 bodů. Minimální počet bodů potřebny pro postup k ústní zkoušceje 15 bodů.Ústní část se skládá ze dvou otázek – hydrostatika, hydrodynamika. Za každou správně zodpovězenou otázku je 20bodů. Student musí prokázat znalosti jak z hydrostatiky, tak i hydrodynamiky.

Literatura

DRÁBKOVÁ, S.a kolektiv: Mechanika tekutin, E-learning systém FS VŠB, dostupné na http://vyuka.fs.vsb.cz/ DRÁBKOVÁ, S., KOZUBKOVÁ, M.: Cvičení z Mechaniky tekutin. Sbírka příkladů. VŠB-TU Ostrava 2004Návody pro laboratorní měření dostupné na: http://www.338.vsb.cz/studium9a.htmDalší studijní materiály a informace o studiu předmětu:http://www.338.vsb.cz/studium9a.htm

Požadavky

Žádné

Garant

doc. Ing. Sylva Drábková, Ph.D.

Vyučující

Ing. Tomáš Blejchař, Ph.D.Ing. Marian Bojko, Ph.D.Ing. Adam Bureček, Ph.D.Ing. Josef Dobešdoc. Ing. Sylva Drábková, Ph.D.Ing. Pavel DreslerIng. Lukáš Dvořák, Ph.D.Ing. Kamil Fojtášek, Ph.D.Ing. Jana Jablonská, Ph.D.prof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.Ing. Roman Sikora, Ph.D.doc. Ing. Martin Vašina, Ph.D.Ing. Martin VrábelIng. Ondřej Vykoukal