Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Mechanika płynów
Tok studiów:
2016/2017
Kod:
MIS-1-304-s
Wydział:
Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Informatyka Stosowana
Semestr:
3
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Malinowski Zbigniew (malinows@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż. Rywotycki Marcin (rywotyc@agh.edu.pl)
Szajding Artur (artur.szajding@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Celem modułu jest przekazanie wiedzy z podstaw mechaniki płynów

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student zna pojecie płynu jako ośrodka ciągłego. Potrafi definiować właściwości i parametry płynów. Wie jak określić zachowanie się płynów w warunkach działania sił masowych. IS1A_W03 Egzamin,
Kolokwium
M_W002 Student umie określić położenie i ruch elementu płynu. Wie jak zdefiniować odkształcenie i prędkość odkształcenia elementu płynu. Umie określić rotację elementu płynu IS1A_W15 Egzamin,
Kolokwium
M_W003 Student umie określić tensor naprężenia i jego rozkład na dewiator i tensor kulisty. Umie wykazać związek tensora naprężenia z tensorem prędkości deformacji. IS1A_W03 Egzamin,
Kolokwium
M_W004 Student umie określić ruch płynu doskonałego. Umie wyznaczyć parametry przepływu płynów doskonałych w przepływach jednowymiarowych i płaskich IS1A_W03 Egzamin,
Kolokwium
M_W005 Student umie określić ruch płynów rzeczywistych. Potrafi wyznaczyć pole prędkości płynu i straty ciśnienia w przepływach laminarnych. Umie określić opory w przepływach turbulentnych IS1A_W15 Egzamin,
Kolokwium
Umiejętności
M_U001 Student potrafi obliczyć ciśnienie płynu na ścianki zbiornika. Student umie określić silę wyporu działającą na ciało zanurzone w płynie IS1A_U06 Sprawozdanie
M_U002 Student umie obliczyć prędkość płynu i straty ciśnienia w przepływach laminarnych IS1A_U06 Sprawozdanie
M_U003 Student umie określić prędkość płynu, rotację płynu i stratę ciśnienia w przepływach turbulentnych IS1A_U07 Sprawozdanie
M_U004 Student umie obliczyć opory przepływu. Umie kreślić wpływ przeszkód i chropowatości przewodu na opory przepływu IS1A_U16 Sprawozdanie
Kompetencje społeczne
M_K001 Student umie projektować przepływy płynów w urządzeniach i procesach technologicznych IS1A_K04, IS1A_K05 Egzamin,
Kolokwium,
Sprawozdanie
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student zna pojecie płynu jako ośrodka ciągłego. Potrafi definiować właściwości i parametry płynów. Wie jak określić zachowanie się płynów w warunkach działania sił masowych. + - - - - - - - - - -
M_W002 Student umie określić położenie i ruch elementu płynu. Wie jak zdefiniować odkształcenie i prędkość odkształcenia elementu płynu. Umie określić rotację elementu płynu + - - - - - - - - - -
M_W003 Student umie określić tensor naprężenia i jego rozkład na dewiator i tensor kulisty. Umie wykazać związek tensora naprężenia z tensorem prędkości deformacji. + - - - - - - - - - -
M_W004 Student umie określić ruch płynu doskonałego. Umie wyznaczyć parametry przepływu płynów doskonałych w przepływach jednowymiarowych i płaskich + - - - - - - - - - -
M_W005 Student umie określić ruch płynów rzeczywistych. Potrafi wyznaczyć pole prędkości płynu i straty ciśnienia w przepływach laminarnych. Umie określić opory w przepływach turbulentnych + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi obliczyć ciśnienie płynu na ścianki zbiornika. Student umie określić silę wyporu działającą na ciało zanurzone w płynie + - + - - - - - - - -
M_U002 Student umie obliczyć prędkość płynu i straty ciśnienia w przepływach laminarnych - - + - - - - - - - -
M_U003 Student umie określić prędkość płynu, rotację płynu i stratę ciśnienia w przepływach turbulentnych + - + - - - - - - - -
M_U004 Student umie obliczyć opory przepływu. Umie kreślić wpływ przeszkód i chropowatości przewodu na opory przepływu - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student umie projektować przepływy płynów w urządzeniach i procesach technologicznych + - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

*1. Płyn jako ośrodek ciągły
Podstawowe właściwości płynów: lepkość, gęstość, ciśnienie, płyny newtonowski i płyny nienewtonowskie.
*2. Statyka płynów
Równowaga bezwzględna płynu, równowaga płynu w polu sił ciężkości, przepływ między zbiornikami połączonymi syfonem lub lewarem.
*3. Parcie cieczy na ściany płaskie i zakrzywione
Wyznaczanie wypadkowej siły parcia, momentu statycznego powierzchni momentu bezwładności.
*4. Parcie cieczy na ciała zanurzone
Pojęcie siły wyporu, siły ciężkości, warunki pływalności ciał.
*5. Układy odniesienia
Definicja wektora przemieszczenia, definicja tensora, obrót i przesunięcie tensora w układzie współrzędnych, rozkład tensora na część symetryczną i antysymetryczną, niezmienniki tensora symetrycznego.
*6. Opis ruchu płynów metodą Eulera i Lagrange’a
Pojecie pochodnej materialnej, gradient deformacji, tensor prędkości odkształcenia elementu płynu, rotacja elementu płynu.
*7. Stan naprężenia elementu płynu
Tensor naprężenia, rozkład tensora naprężenia, dewiator naprężenia, naprężenie średnie
*8. Ruchu płynu doskonałego
Równania ruchu płynu, strumień pędu, reakcja płynu na ścianki przewodu, przepływ płynu przez przewody zakrzywione
*9. Równanie Bernoulliego
Zasada zachowania energii w ruchu płynu, ciśnienie dynamiczne, ciśnienie statyczne, ciśnienie hydrostatyczne, zastosowania równania Bernoulliego
*10. Przepływy płynów rzeczywistych
Równanie ciągłości przepływu, równania Naviera-Stokesa
*11. Podobieństwo zjawisk przepływowych
Podobieństwo geometryczne, podobieństwo kinematyczne, podobieństwo dynamiczne, liczby kryterialne
*12. Przepływy laminarne
Przepływ laminarny w przewodzie płaskim i przewodzie kołowym, spływ cieczy po ściance płaskiej
*13. Przepływy turbulentne
Turbulentna warstwa przyścienna, turbulentna struga swobodna, opływanie przeszkód
*14. Opory przepływu
Opory w przepływach laminarnych, przejściowych i turbulentnych, opory miejscowe, opływanie przeszkód.
*15. Przepływ cieczy przez warstwy porowate
Struktura warstwy porowatej, opory przepływu, prawo Darcy’ego,

Ćwiczenia laboratoryjne:

1. Wykonanie symulacji komputerowych pozwalających na wyznaczenie podstawowych parametrów płynów w funkcji temperatury.
2. Wykonanie obliczeń ciśnienia płynu dla układów naczyń połączonych.
3. Wykonanie obliczeń prędkości płynu w kanałach zamkniętych.
4. Zastosowanie równia Bernoullego w symulacjach komputerowych ruchu płynu.
5. Wykonanie symulacji komputerowych przepływów dwuwymiarowych płynów lepkich, wyznaczenie pola prędkości płynu.
6. Wyznaczenie rozkładu prędkości strugi w kanale z zastosowaniem rurki Prandtla:
• wykonanie serii pomiarów na stanowisku laboratoryjnym,
• pomiar prędkości rzeczywistej w kanale w funkcji promienia,
• wyznaczenie średniej wartości prędkości przepływu, określenie charakteru przepływu.
7. Badanie oporów przepływu:
• wykonanie pomiarów i określenie współczynników oporów przepływów dla różnych prędkości płynu,
• określenie straty ciśnienia na skutek tarcia i oporów miejscowych,
• określenie czynników mających wpływ na wartość oporów przepływów.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 102 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w wykładach 28 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 15 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 14 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 15 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 8 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Średnia ważona ocen z:
ćwiczeń laboratoryjnych (waga 0.3), sprawdzianów pisemnych (waga 0.3), egzaminu (waga 0.4)
Warunkiem przystąpienia do zaliczenia poprawkowego jest 50% obecności na ćwiczeniach.
Zaliczenie poprawkowe z ćwiczeń wymaga wykonania wszystkich brakujących sprawozdań.
Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest uzyskanie zaliczenia ćwiczeń.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Zgodnie z Regulaminem Studiów AGH podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest ostatni dzień zajęć w danym semestrze. Termin zaliczenia poprawkowego (tryb i warunki ustala prowadzący moduł na zajęciach początkowych) nie może być późniejszy niż ostatni termin egzaminu w sesji poprawkowej (dla przedmiotów kończących się egzaminem) lub ostatni dzień trwania semestru (dla przedmiotów niekończących się egzaminem).

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Orzechowski Z., Prywer J. Zarzycki R.: Mechanika płynów w inżynierii środowiska. WNT, Warszawa, 2001
2. Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R.: Zadania z mechaniki płynów w inżynierii środowiska. WNT, Warszawa, 2001
3. Kołodziej J.A.: Wybrane zagadnienia Mechaniki płynów w ujęciu komputerowym. Wydawnictwo politechniki Poznańskiej, Poznań 2003
4. Weinerowska K. i inni: laboratorium z mechaniki płynów i hydrauliki. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej. Gdańsk 2004
5. Karwacki J.: Technika Cieplna. Laboratorium. Skrypt AGH 1218,Wydawnictwa AGH , Kraków, 1990
6. Matyka M.: Symulacje komputerowe w fizyce. Wydawnictwo Helion , Gliwice 2002
7. Prosnak J.W.: Przegląd równań występujących w klasycznej mechanice płynów. Wydawnictwo PAN ,Sopot 2004

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

http://www.bpp.agh.edu.pl/
• A. Gołdasz, Z. Malinowski, B. Hadała, Study of heat balance in the rolling process of bars, Archives of Metallurgy and Materials, 54 (2009), s. 685-694.
• M. Głowacki, R. Kuziak, Z. Malinowski, Modelling of heat transfer, plastic flow and microstructure evolution during shape rolling, Journal of Materials Processing Technology, 53 (1995), s. 159-166.
• T. Telejko, Z. Malinowski, M. Rywotycki, Analysis of heat transfer and fluid flow in continuous steel casting, Archives of Metallurgy and Materials, 54 (2009), s. 837-844.
• Z. Malinowski, M. Rywotycki: Modeling of the strand and mold temperature in the continuous steel caster, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 9 (2009) s. 59–73.
• B. Hadała, A. Cebo-Rudnicka, Z. Malinowski, A. Gołdasz: The influence of thermal stresses and strand bending on surface defects formation in continuously cast strands, Archives of Metallurgy and Materials, 56 (2011) s. 367–377

Informacje dodatkowe:

Brak