Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Mechanika płynów I

Koordynator przedmiotu:

prof. nzw. dr hab. inż. Janusz Piechna

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia I stopnia

Program:

Mechanika i Projektowanie Maszyn

Grupa przedmiotów:

Obowiązkowe

Kod przedmiotu:

ZNW122

Semestr nominalny:

3 / rok ak. 2022/2023

Liczba punktów ECTS:

5

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

Wykłady - 18h Ćwiczenia - 9h Konsultacje - 18h Egzamin - 2h Praca własna: przygotowanie do kolokwium nr 1 - 15h przygotowanie do kolokwium nr 2 - 15h przygotowanie do egzaminu - 40h Łącznie - 117 godzin

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

2 ECTS Liczba godzin kontaktowych: 47, w tym: a) wykład – 18 – godz. b) ćwiczenia – 9 –godz. c) konsultacje – 18 godz. d) egzamin 2 godziny

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

2 ECTS Praca własna studenta – 55 godzin, w tym: a) 25 godz. – przygotowywanie się do ćwiczeń i wykładów, b) 30 godz. – wykonanie pracy domowej

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład30h
• Ćwiczenia15h
• Laboratorium0h
• Projekt0h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

Dobra znajomość podstaw algebry liniowej, geometrii analitycznej i analizy matematycznej w zakresie kursów prowadzonych typowo na pierwszym roku studiów uczelni technicznych.

Limit liczby studentów:

150

Cel przedmiotu:

Nauczenie podstaw teoretycznych mechaniki płynów oraz podstawowych modeli fizycznych i matematycznych płynów stosowanych w typowych zagadnieniach hydrauliki i aerodynamiki; nauczenie podstawowych technik rozwiązywania prostych problemów inżynierskich z zakresu statyki płynów i przepływów cieczy rzeczywistej; przekazanie podstawowej wiedzy z zakresu elementarnej dynamiki gazów i teorii turbulencji.

Treści kształcenia:

Treści merytoryczne przedmiotu: 1. Elementy statyki płynów: równanie i warunki równowagi, manometry, parcie płynu na ścianki, prawo Archimedesa 3. Kinematyka płynów: opis ruchu metodą Lagrange’a i Eulera, pole wektorowe prędkości płynu, trajektorie elementów płynu i linie prądu, funkcja prądu, wirowość. 4. Zasada zachowania masy i równanie ciągłości 5. Dynamika ośrodka ciągłego: tensorowy opis pola naprężeń w płynie, zasada zmienności pędu i ogólne równanie ruchu, zasada zmienności krętu 6. Płyny lepkie: model reologiczny płynu newtonowskiego, równanie Naviera-Stokesa, zagadnienie warunków brzegowych, przykłady rozwiązań analitycznych. 7. Model płynu idealnego: równanie Eulera, całka Bernoulliego , przykłady zastosowań. 8. Całkowa postać zasady zachowania pędu i jej zastosowanie do wyznaczania sił reakcji na ciała zanurzone z przepływie. Współczynniki aerodynamiczne. 9. Analiza wymiarowa i podobieństwo dynamiczne przepływów. 10. Elementy hydrauliki: ruch cieczy lepkiej przez przewody, równanie Bernoulliego z członami opisującymi straty ciśnienia. 11. Elementarne wprowadzenie do teorii przepływów turbulentnych: fizykalna charakterystyka przepływów turbulentnych, zjawisko niestateczności hydrodynamicznej, procedura uśredniania i równania Reynoldsa, problem domknięcia.

Metody oceny:

a) Dwa kolokwia z części ćwiczeniowej sprawdzające umiejętność rozwiązywania prostych zagadnień inżynierskich z zakresie statyki płynów, wykorzystania równania Bernoulliego, wyznaczania reakcji przy użyciu całkowej formy zasady zachowania pędu oraz wyznaczania parametrów ruch cieczy w prostych rurociągach. Warunkiem zaliczenia kursu jest otrzymanie oceny pozytywnej z obu kolokwiów. b) egzamin końcowy obejmujący całość wyłożonego materiału teoretycznego, a także część zadaniową.

Egzamin:

tak

Literatura:

Zalecana literatura: 1. Preskrypt i materiały dostarczone przez wykładowcę oraz podręczniki: 2. Gryboś R.: Podstawy mechaniki płynów. PWN, Warszawa, 1998..

Witryna www przedmiotu:

-

Uwagi:

-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka ZNK122_W1

zna podstawy statyki i kinematyki ośrodka ciągłego
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M1_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka ZNK122_W2

ma podstawową wiedzę w zakresie formułowania zasad zachowania dla płynu, równań opisujących jego ruch i ich całek pierwszych, a także sposobów określania reakcji aero/hydrodynamicznych
Weryfikacja: egzamin, kolokwium 1, kolokwium 2
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M1_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka ZNK122_W3

ma podstawową wiedzę na temat modelu płynu newtonowskiego oraz inżynierskich metod wyznaczania ruchu laminarnego i turbulentnego cieczy lepkiej w rurociągach, zna pojęcie podobieństwa dynamicznego przepływów i znaczenie fizyczne podstawowych liczb podobieństwa
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M1_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka ZNK122_W4

ma elementarną wiedzę w zakresie podstaw dynamiki gazów
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M1_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka ZNK122_U1

Potrafi rozwiązać proste zagadnienia inżynierskie z zakresu statyki cieczy
Weryfikacja: kolokwium nr 1, egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M1_U15
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka ZNK122_U2

potrafi posłużyć się aparatem algebry i analizy wektorowej do wyznaczenia charakterystyk ruchu płynu
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M1_U15
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka ZNK122_U2

potrafi posłużyć się aparatem algebry i analizy wektorowej do wyznaczenia charakterystyk ruchu płynu
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M1_U21
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka ZNK122_U3

potrafi rozwiązać zagadnienia wyznaczania ruchu cieczy idealnej lub rzeczywistej w prostych rurociągach posługując się podstawowym lub uogólnionym równaniem Bernoulliego
Weryfikacja: egzamin, kolokwium 1 i 2
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M1_U15
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka ZNK122_U3

potrafi rozwiązać zagadnienia wyznaczania ruchu cieczy idealnej lub rzeczywistej w prostych rurociągach posługując się podstawowym lub uogólnionym równaniem Bernoulliego
Weryfikacja: egzamin, kolokwium 1 i 2
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M1_U21
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka ZNK122_U4

posługując się całkową postacią zasady zachowania pędu potrafi rozwiązać proste przypadki zagadnienia wyznaczania reakcji hydro/aerodynamicznych
Weryfikacja: kolokwium 1, egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M1_U15
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka ZNK122_U4

posługując się całkową postacią zasady zachowania pędu potrafi rozwiązać proste przypadki zagadnienia wyznaczania reakcji hydro/aerodynamicznych
Weryfikacja: kolokwium 1, egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M1_U21
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka ZNK122_U5

potrafi dokonać prostej analizy warunków podobieństwa dynamicznego, a także wykorzystać metody analizy wymiarowej do przewidywania formalnej postaci praw fizycznych
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M1_U15
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka ZNK122_U5

potrafi dokonać prostej analizy warunków podobieństwa dynamicznego, a także wykorzystać metody analizy wymiarowej do przewidywania formalnej postaci praw fizycznych
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M1_U21
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka ZNK122_U6

potrafi wykorzystać równanie energii do wyznaczania parametrów gazodynamicznych, a także umie określić relacje pomiędzy parametrami gazodynamicznymi przed i za prostopadłą falą uderzeniową
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M1_U15
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka ZNK122_U6

potrafi wykorzystać równanie energii do wyznaczania parametrów gazodynamicznych, a także umie określić relacje pomiędzy parametrami gazodynamicznymi przed i za prostopadłą falą uderzeniową
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M1_U21
Powiązane charakterystyki obszarowe: