Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Mechanika płynów
Koordynator przedmiotu:
dr hab. inż. Apoloniusz Kodura, dr hab. inż. Antoni Rożeń
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Biogospodarka
Grupa przedmiotów:
obowiązkowe
Kod przedmiotu:
1110-BG000-ISP-2208
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2022/2023
Liczba punktów ECTS:
2
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Wykłady 12 Zajęcia laboratoryjne 8 Ćwiczenia 10 Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych 7 Zapoznanie się z literaturą 8 Napisanie programu, uruchomienie, weryfikacja 0 Przygotowanie raportu 4 Przygotowanie do egzaminu, obecność na egzaminie 0 Przygotowanie do kolokwiów 10 Konsultacje 1
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1,5
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
0,5
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia15h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Matematyka (rachunek różniczkowy i całkowy, równania różniczkowe, rachunek wektorowy). Fizyka (dynamika, praca i energia, termodynamika, zasady zachowania: masy, pędu i energii).
Limit liczby studentów:
30
Cel przedmiotu:
Opanowanie przez studentów podstaw głównych działów mechaniki płynów tj.: własności płynów, statyka i kinematyka płynów, dynamika płynu doskonałego i rzeczywistego. Zapoznanie się studentów z charakterystyką: przepływu laminarnego i burzliwego płynu oraz przepływu w warstwie przyściennej. Opanowanie metod wykonywania typowych obliczeń hydraulicznych: przepływu w przewodach ciśnieniowych i bezciśnieniowych, oporów przepływu w ośrodkach porowatych oraz oporów opływu ciał zanurzonych w płynie. Zapoznanie się studentów z budową i charakterystyką pomp oraz przyrządów do pomiaru ciśnienia i przepływu płynu.
Treści kształcenia:
Treści merytoryczne wykładów 1. Podstawowe pojęcia mechaniki płynów. Siły działające w płynach. Ciśnienie hydrostatyczne. Równanie równowagi płynu. 2. Metody opisu ruchu płynów. Bilans masy płynu (równanie ciągłości). Bilans pędu i energii płynu doskonałego (równanie Eulera i Bernoulliego). 3. Naprężenia lepkie w płynach rzeczywistych. Charakterystyka przepływu laminarnego i burzliwego. Bilans pędu płynu rzeczywistego (równanie Naviera-Stokesa). 4. Podobieństwo zjawisk przepływowych. Liczby kryterialne. Równanie Bernoulliego dla płynu rzeczywistego. 5. Warstwa przyścienna i opory opływu ciał zanurzonych w płynie. 6. Elementy dynamiki gazów. Treści merytoryczne ćwiczeń 1. Obliczanie naporu statycznego i siły wyporu płynu. 2. Obliczanie czasu wypływu ze zbiorników. 3. Kawitacja i udar hydrauliczny. Obliczanie naporu dynamicznego płynu. 4. Obliczanie przepływu płynu rzeczywistego przez przewody i ośrodki porowate. Przepływ w przewodach bezciśnieniowych. 5. Dobór i współpraca pompy z przewodem. Treści merytoryczne Laboratoriów 1. Wprowadzenie. Regulamin laboratorium i przepisy BHP. Klasa przyrządu pomiarowego, błędy pomiarowe. 2. Przyrządy do pomiaru ciśnienia (manometry). Przyrządy do pomiaru natężenia przepływu (przepływomierze). 3. Przepływ laminarny i turbulentny. Opory przepływu w przewodach pod ciśnieniem. 4. Praca pompy odśrodkowej.
Metody oceny:
Kolokwium, sprawdziany pisemne, ocena jakości sprawozdań z wykonanych doświadczeń laboratoryjnych oraz ocena w arkuszu aktywności studenta; prawidłowo dobiera pompy i odpowiednio identyfikuje problemy przepływowe w rurociągach, właściwie planuje i realizuje ich badania eksperymentalne oraz właściwie interpretuje i przedstawia wyniki badań.
Egzamin:
nie
Literatura:
Literatura podstawowa 1. M. Mitosek „Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska” OWPW, 2020 2. M. Mitosek, M. Matlak, A. Kodura, M. Kubrak „Zbiór zadań z hydrauliki dla inżynierii i ochrony środowiska” OWPW, 2017 3. Orzechowski Z. Prywer J. Zarzycki R. „Mechanika płynów w inżynierii środowiska” WNT, 1997 Literatura uzupełniająca 1. Walden H.: „Mechanika płynów”, WPW, 1991 2. Szuster A., Wyszkowski K.: „Zbiór zadań z mechaniki płynów”, WPW, 1980. 3. Burka E. S., Nałęcz T. J.: „Mechanika płynów w przykładach”, PWN, 1999. 4. Batchelor G.K., “An Introduction to Fluid Dynamics”, Cambridge Univ. Press, 2000. 5. Bird R.B., Steward W.E., Lightfoot E.N., “Transport phenomena”, John Wiley & Sons, 2001. 4. 2500 Solved Problems In Fluid Mechanics and Hydraulics, Jack B. Evett, Cheng Liu, 1989, McGraw Hill. 5. Fluid Mechanics, Victor L. Streeter, E. Benjamin Wylie, Keith W. Bedford, 1997, McGraw Hill 6. Schaum’s Outline of Fluid Mechanics and Hydraulics, Randal V. Giles, Cheng Liu, Jack B. Evett, 1994, McGraw Hill. 7. Hydraulik fur Bauingenieure, Robert Freimann, Fachbuchverlag Leipzig 2012
Witryna www przedmiotu:
https://moodle.usos.pw.edu.pl/course/view.php?id=2246
Uwagi:
-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W_01
Znajomość podstaw teoretycznych mechaniki płynów, metod opisu ruchu płynów, charakterystyki przepływu laminarnego i burzliwego oraz teorii podobieństwa przepływów.
Weryfikacja: Kolokwium pisemne; właściwie definiuje podstawowe prawa mechaniki płynów, przedstawia ich zapis matematyczny z analizą poszczególnych członów równań, rozpoznaje i właściwie opisuje zjawiska przepływu płynów.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka W_02
Znajomość budowy i charakterystyki działania podstawowych typów pomp, mierników ciśnienia i przepływu płynu.
Weryfikacja: Kolokwium, sprawdziany pisemne, ocena jakości sprawozdań z wykonanych doświadczeń laboratoryjnych oraz ocena w arkuszu aktywności studenta; właściwie opisuje budowę i zasadę działania pomp i przyrządów pomiarowych, prawidłowo dobiera przyrządy pomiarowe na potrzeby prowadzonych badań.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U_01
Umiejętność obliczania: naporu płynu na ścianki układu, rozkładu ciśnienia i prędkości płynu w układach o prostej geometrii, wydatku objętościowego płynu, oporów przepływu i zmian ciśnienia płynu w przewodach oraz siły wyporu i oporu ruchu działających na ciała zanurzone w płynie.
Weryfikacja: Kolokwium pisemne; dobiera właściwe wzory, przedstawia logiczny algorytm rozwiązania, poprawnie wylicza i prezentuje wyniki.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U05, K_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U_02
Umiejętność doboru pompy i podstawowej armatury do rurociągu (np. mierniki ciśnienia/przepływu, zawory) oraz wyznaczenia punktu pracy instalacji.
Weryfikacja: Kolokwium, sprawdziany pisemne, ocena jakości sprawozdań z wykonanych doświadczeń laboratoryjnych oraz ocena w arkuszu aktywności studenta; prawidłowo dobiera pompy i odpowiednio identyfikuje problemy przepływowe w rurociągach, właściwie planuje i realizuje ich badania eksperymentalne oraz właściwie interpretuje i przedstawia wyniki badań
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U08
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K_01
Świadomość poziomu swojej wiedzy i umiejętności, zdolność do poszerzania wiedzy i rozwijania umiejętności w stosowaniu mechaniki płynów do opisu operacji w zagadnieniach występujących w biogospodarce.
Weryfikacja: Dyskusja oraz ocena w arkuszu aktywności studenta; aktywnie uczestniczy w dyskusjach dotyczących problemów przepływowych w zagadnieniach występujących w biogospodarce.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K02, K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: