Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Fluid Mechanics
Course of study:
2017/2018
Code:
DIS-1-307-s
Faculty of:
Mining Surveying and Environmental Engineering
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Environmental Engineering
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Lach Stanisław (slach@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr inż. Lach Stanisław (slach@agh.edu.pl)
dr inż. Kowalewski Zbigniew (kowalew@agh.edu.pl)
dr inż. Bogacki Marek (bogacki@agh.edu.pl)
Module summary

Moduł pozwala na opanowanie podstawowej wiedzy i umiejętności obliczeniowych z zakresu mechaniki płynów.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Skills
M_U001 bezbłędnie przelicza jednostki, zwłaszcza jednostki ciśnienia, także pozaukładowe IS1A_U14 Activity during classes,
Examination,
Test
M_U002 potrafi samodzielnie ocenić, czy ciek jest jedno- czy wielodzielny oraz potrafi obliczyć natężenie przepływu w korycie otwartym IS1A_U02, IS1A_U06, IS1A_U14 Activity during classes,
Examination,
Test
M_U003 potrafi obliczyć parcie na ścianę płaską oraz powierzchnię zakrzywioną oraz zastosować obliczonenia do oceny stateczności na obrót budowli pietrzącej wodę IS1A_U02, IS1A_U06, IS1A_U14 Activity during classes,
Examination,
Test
M_U004 zna podział przelewów i potrafi obliczyć wydatek przelewu IS1A_U14, IS1A_W12 Activity during classes,
Examination,
Test
M_U005 rozumie znaczenie poszczególnych członów równania Bernoulliego dla cieczy rzeczywistej, potrafi samodzielnie naszkicować przebieg linii energii, ciśnienia i położenia IS1A_U14, IS1A_W12 Activity during classes,
Examination,
Test
M_U006 potrafi jakościowo i ilościowo opisywać procesy związane z dynamiką gazów, w tym zagadnienia związane z wypływami gazów przez otwory/dysze czy przepływami gazów w przewodach IS1A_U14 Execution of exercises,
Test,
Activity during classes
Knowledge
M_W001 ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę z mechaniki płynów, umożliwiającą rozumienie zjawisk i praw rządzących przepływem płynów oraz ocenę funkcjonowania i projektowanie wybranych urządzeń inżynierii środowiska IS1A_W12 Examination,
Activity during classes,
Test
M_W002 zna podstawy przepływu wody w gruncie IS1A_W12 Activity during classes,
Examination,
Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Skills
M_U001 bezbłędnie przelicza jednostki, zwłaszcza jednostki ciśnienia, także pozaukładowe - + - - - - - - - - -
M_U002 potrafi samodzielnie ocenić, czy ciek jest jedno- czy wielodzielny oraz potrafi obliczyć natężenie przepływu w korycie otwartym - + - - - - - - - - -
M_U003 potrafi obliczyć parcie na ścianę płaską oraz powierzchnię zakrzywioną oraz zastosować obliczonenia do oceny stateczności na obrót budowli pietrzącej wodę - + - - - - - - - - -
M_U004 zna podział przelewów i potrafi obliczyć wydatek przelewu + + - - - - - - - - -
M_U005 rozumie znaczenie poszczególnych członów równania Bernoulliego dla cieczy rzeczywistej, potrafi samodzielnie naszkicować przebieg linii energii, ciśnienia i położenia + + - - - - - - - - -
M_U006 potrafi jakościowo i ilościowo opisywać procesy związane z dynamiką gazów, w tym zagadnienia związane z wypływami gazów przez otwory/dysze czy przepływami gazów w przewodach - + - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę z mechaniki płynów, umożliwiającą rozumienie zjawisk i praw rządzących przepływem płynów oraz ocenę funkcjonowania i projektowanie wybranych urządzeń inżynierii środowiska + - - - - - - - - - -
M_W002 zna podstawy przepływu wody w gruncie + - - - - - - - - - -
Module content
Lectures:
  1. Wiadomości wstępne

    Litery greckie, liczby i ich przedrostki, układy jednostek, układ SI, jednostki podstawowe, uzupełniające i pochodne, przeliczanie jednostek. Gęstość i ciężar właściwy cieczy, lepkość, ciecz idealna i rzeczywista.

  2. Równania opisujące ciecz oraz względna równowaga cieczy

    Siły działające na ciecz: powierzchniowe i masowe, równanie ruchu, równanie ciągłości, obliczanie wymaganego przekroju rurociągu. Podstawowe równanie hydrostatyki, wirujące naczynie z cieczą, hamująca cysterna.

  3. Ciśnienie hydrostatyczne

    Ciśnienie wywołane siłą powierzchniową, ciśnienie wywołane siłą masową, ciśnienie pochodzące od słupa gazu, wysokość ciśnienia, ciśnienie piezometryczne, podciśnienie, nadciśnienie, ciśnienie w układzie u-rurek, jednostki ciśnienia, przeliczanie jednostek ciśnienia, wysokość ciśnienia.

  4. Parcie hydrostatyczne

    Parcie na ściany płaskie, metoda analityczna. Obliczanie wartości wektora parcia oraz punktu jego przyłożenia. Obliczanie stateczności zapory piętrzącej wodę.

  5. Parcie hydrostatyczne

    Parcie na ściany płaskie, metoda brył objętości parcia. Rodzaje brył objętości parcia. Obliczanie wartości wektora pacia oraz punktu jego przyłożenia. Obliczanie siły podtrzymującej klapę. Parcie na ściany zakrzywione. Wypór działający na ciała zanurzone w cieczy.

  6. Ruch cieczy

    Definicje ruchu jednostajnego i ruchu ustalonego, ruch laminarny i turbulentny. Doświadczenie Reynoldsa. Równanie Bernoulliego dla cieczy idealnej. Zjawisko Venturiego.

  7. Ruch cieczy rzeczywistej

    Równanie Bernoulliego dla cieczy rzeczywistej. Straty liniowe i miejscowe. Obliczanie strat. Linia energii, ciśnienia i położenia, ciśnienie piezometryczne, wysokość podnoszenia pompy.

  8. Przepływ wody w gruncie

    Równanie filtracji. Sposoby określania współczynnika filtracji. Obliczanie dopływu do rowu i studni.

  9. Przepływ w korycie otwartym

    Wzór Maninga. Zasady wykonywania pomiarów przekroju koryta. Sposoby określania współczynnika szorstkości. Koryta jednodzielne i wielodzielne. Przykład obliczania natężenia przepływu w korycie otwartym.

  10. Reżim ruchu

    Energia płynącej wody. Równanie Bernoullego dla koryta otwartego. Liczba Frouda. Określanie reżimu ruchu. Odskok hydrauliczny i jego rodzaje. Obliczanie głębokości sprzężonych i długości niecki wypadowej.

  11. Wypływ przez otwory

    Definicja “małego otworu”. Otwory niezatopione i zatopione. Wypływ przez mały otwór. Przystawki. Wypływ przez duży otwór. Wypływ przez otwór zatopiony.

  12. Przelewy

    Definicja przelewu, rodzaje przelewów. Wyprowadzenie wzorów na wydatek przelewu prostokątnego i trójkątnego. Przelew Thomsona i przelew proporcjonalny. Zastosowania przelewów. Praktyczne wzory na wydatki różnych przelewów.

  13. Podstawowe pojęcia z mechaniki i termodynamiki gazów

    Podstawowe pojęcia i prawa fizyki gazów, zasady termodynamiki, potencjały termodynamiczne, przemiany termodynamiczne, ogólne równania przepływu gazów (równania zachowania: masy, pędu energii).

  14. Przepływy jednowymiarowe gazów

    Klasyfikacja przepływów, prędkość graniczna, prędkość krytyczna, przepływ (nie)/adiabatyczny, (nie)/izentropowy, oddziaływanie geometrii na strumień, właściwości strumienia w kanale zbieżnym lub rozbieżnym, dysze: Venturiego, Bendemanna, De Lavala, fala uderzeniowa i mechanizm jej powstawania, prosta fala uderzeniowa w dyszy, pomiar prędkości w pod- i naddźwiękowym strumieniu gazu.

  15. Izotermiczny przepływ przez długi rurociąg

    Warunki przepływu i układ równań wyjściowych, zmiany parametrów wzdłuż strumienia, wartości parametrów gazu w strumieniu – funkcje gazodynamiczne, zdolność przepustowa gazociągu, rozkład ciśnienia i prędkości wzdłuż gazociągu dla przepływu
    poddźwiękowego.

Auditorium classes:
  1. Przeliczanie jednostek

    Przypomnienie układu jednostek SI oraz MKS. Przeliczanie jednostek ze szczególnym uwzględnieniem jednostek objętości, czasu i siły.

  2. Natężenie przepływu

    Obliczanie natężenia przepływu na podstawie równania ciągłości. Obliczanie wymaganej średnicy rurociągu.

  3. Ciśnienie

    Praktyczne obliczanie ciśnienia w układzie u-rurek.

  4. Parcie – metoda analityczna

    Obliczanie wartości i punktu przyłożenia wektora parcia przy zastosowaniu metody analitycznej.

  5. Parcie – metoda brył objętosci parcia

    Obliczanie wartości i punktu przyłożenia wektora parcia przy zastosowaniu metody brył objętosci parcia.

  6. Przepływ w korycie otwartym

    Praktyczne obliczanie natężenia przepływu w korycie otwartym za pomocą wzoru Maninga.

  7. Równanie Bernoulliego

    Praktyczne ćwiczenia z wykreślania linii energii, położenia i ciśnienia.

  8. Wybrane problemy z zakresu termodynamiki i dynamiki gazów

    Obliczanie wybranych własności termodynamicznych gazów. Rozwiązywanie zadań praktycznych z zakresu przepływów gazów, wypływów gazów przez otwory/dysze, przemian termodynamicznych gazów.

  9. Wybrane problemy z zakresu termodynamiki i dynamiki gazów

    Obliczanie wybranych własności termodynamicznych gazów. Rozwiązywanie zadań praktycznych z zakresu przepływów gazów, wypływów gazów przez otwory/dysze, przemian termodynamicznych gazów.

  10. Wybrane problemy z zakresu termodynamiki i dynamiki gazów

    Obliczanie wybranych własności termodynamicznych gazów. Rozwiązywanie zadań praktycznych z zakresu przepływów gazów, wypływów gazów przez otwory/dysze, przemian termodynamicznych gazów.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 120 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Contact hours 1 h
Realization of independently performed tasks 32 h
Examination or Final test 1 h
Preparation for classes 36 h
Participation in auditorium classes 20 h
Participation in lectures 30 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocenę końcową (OK) modułu oblicza się według wzoru:

a) egzamin zdany w I terminie:
OK = 0,51*E + 0,49*A
gdzie
E – ocena uzyskana z egzaminu
A – ocena uzyskana z ćwiczeń audytoryjnych

b) egzamin zdany w II terminie (E1 = 2,0; E2 – pozytywna):
OK = (E1+E2+A)/3

c) egzamin zdany w III terminie:
OK = 3,0

Prerequisites and additional requirements:

Student biegle potrafi operować wykładnikami, przeliczać jednostki, operować funkcjami trygonometrycznymi. Zna podstawy rachunku różniczkowego i całkowego. Potrafi rozwiązać proste równania różniczkowe.

Recommended literature and teaching resources:
  1. Burka E.S., Nałęcz T.: Mechanika płynów w przykładach. Teoria. Zadania. Rozwiązania. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 1999.
  2. Grabarczyk Cz.: Mechanika gazów. Jednowymiarowe przepływy ustalone. Wydawnictwo WNT, Warszawa 2012.
  3. Jaworska B., Szuster A., Utrysko B.: Hydrologia i hydraulika, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008.
  4. Mitosek M., Matlak M., Kodura A.: Zbiór zadań z hydrauliki dla inżynierii i ochrony środowiska. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008.
  5. Mitosek M.: Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2014.
  6. Opyrchał L.: Wstęp do mechaniki cieczy w inżynierii środowiska. Wyd. AGH, Kraków 2010.
  7. Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R.: Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska. WNT, Warszawa 2009.
Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:
  1. Bąk A., Lach S., Opyrchał L: Wybrane obliczenia w inżynierii wodnej. Wydawnictwa AGH, Kraków 2017.
  2. Lach S.: Analiza zmiany trendu w piezometrach zapory Klimkówka w latach 2000–2013. W: Badania i rozwój młodych naukowców w Polsce : nauki techniczne i inżynieryjne, Cz. 5 / red. nauk. Jędrzej Nyćkowiak, Bogdan H. Chojnicki. — Poznań : Młodzi Naukowcy, 2017, s. 89–96.
  3. Lach S.: Analysis of changes in the trends recorded in piezometers of the Solina Dam in the study period 2010–2015. Journal of Ecological Engineering, 2018 vol. 19 iss. 1, s. 150–155.
  4. Lach S., Opyrchał L.: Awaria zapory w Pieczyskach na Brdzie. Gospodarka Wodna, 2017 R. 77 nr 12, s. 407–408.
  5. Lach S.: Interpretation of the results of monitoring of the displacement of the Tresna dam in 2016. MATEC Web of Conferences, 2018 vol. 174 art. no. 01011, s. 1–11.
  6. Lach S.: An analysis of the dynamics of changes to water levels in the open piezometers of the Pieczyska dam in the study period between January 2016 and April 2017. E3S Web of Conferences 2018, vol. 45, art. no. 00044, , s. 1–7.
  7. Lach S.: The application of selected statistical tests in the detection and removal of outliers in water engineering data based on the example of piezometric measurements at the Dobczyce dam over the period 2012-2016. E3S Web of Conferences 2018, vol. 45, art. no. 00045, , s. 1–8.
  8. Lach S., Opyrchał L.: Using the modified scalar product approach for testing the direction of seepage through the earth-fill dam in Pieczyska. Journal of Water and Land Development, 2017 no. 33, s. 89–98.
  9. Lach S.: Wykrywanie oraz eliminacja błędów grubych w pomiarach piezometrycznych dla zapory Koronowo w latach 2010–2015. W: Badania i rozwój młodych naukowców w Polsce : nauki techniczne i inżynieryjne, Cz. 5 / red. nauk. Jędrzej Nyćkowiak, Bogdan H. Chojnicki. — Poznań : Młodzi Naukowcy, 2017, s. 97–105.
  10. Lach S.: Wykrywanie oraz eliminacja obserwacji odstających w hydrotechnice. W: Badania i rozwój młodych naukowców w Polsce : woda i ścieki / red. nauk. Jacek Leśny, Jędrzej Nyćkowiak. — Poznań : Młodzi Naukowcy, 2016, s. 38–46.
  11. Mazur M., Oleniacz R., Bogacki M., Szczygłowski P.: Ocena funkcjonowania instalacji oczyszczania gazów odlotowych z procesu grafityzacji elektrod węglowych w SGL Carbon S.A. w Nowym Sączu. (W:) Problemy ochrony powietrza w aglomeracjach miejsko-przemysłowych (red. J. Konieczyński, R. Zarzycki). Wyd. PAN, Oddział w Łodzi, Komisja Ochrony Środowiska i Gospodarki Komunalnej. Łódź, Gliwice 2003, s. 141-150.
  12. Mazur M., Bogacki M., Oleniacz R., Łopata A.: Niezorganizowana emisja zanieczyszczeń powietrza z hal ciągłego odlewania stali. Inżynieria Środowiska, 2001, t. 6, z. 1, 111-130.
  13. Oleniacz R., Bogacki M.: Porównanie poprzedniej i aktualnej metodyki modelowania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu opartej na modelu smugi Gaussa. Półrocznik AGH Inżynieria Środowiska, 2004, t. 9, z. 1, 57-69.
  14. Bogacki M.: Modeling of ozone immission in the lowest layer of atmosphere using box-model. Archives of Environmental Protection, 2006, vol. 32, no. 2, 3-20
  15. Mazur M., Bogacki M., Oleniacz R., Szczygłowski P.: Badania zawartości substancji gazowych w gazach odprowadzanych z procesu przygotowania tworzyw do produkcji drobnych wyrobów węglowych i grafitowych. (W:) Aktualne problemy w ochronie powietrza atmosferycznego (red. A. Musialik-Piotrowska, J.D. Rutkowski). IIOŚ Politechniki Wrocławskiej. Wyd. PZITS nr 880, Wrocław 2008, s. 113-116.
  16. Bogacki M., Oleniacz R., Mazur M.: Evaluation of gas emissions from graphitising of carbon products. (In:) Environmental Engineering III (ed. Lucjan Pawłowski, Marzenna R. Dudzińska & Artur Pawłowski). CRC/Press Balkema, Taylor & Francis Group, London 2010, pp. 9-14.
  17. Kulis C., Bogacki M.: Ocena mikroklimatu sali dydaktycznej z wentylacją naturalną. (W:) INFRAEKO 2016 Nowoczesne miasta, infrastruktura i środowisko (red. J. Dziopak, D. Słyś, A. Stec). Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2016, s. 207-216.
  18. Bogacki M., Rzeszutek M., Heba K.: Modelowanie dyspersji zanieczyszczeń powietrza w kanionie ulicznym na przykładzie alei Krasińskiego w Krakowie. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury, 2016, t. 33, z. 63, 21-38.
  19. Bogacki M., Szulecka A., Rzeszutek M.: Ocena wpływu bariery akustycznej przy drodze na dyspersję tlenku węgla. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Gdańskiego – Ekonomika Transportu i Logistyka, 2016, nr 59, 271-282.
  20. Macuda J., Bogacki M., Siemek J.: Effect of drilling for shale gas on the quality of atmospheric air. Problems of Sustainable Development, 2017, vol. 12, no. 1, 91-100.
Additional information:

Zadania na ćwiczeniach audytoryjnych oceniane są w skali 1-10, obowiązuje zaliczenie kolokwium z jednostek, które dalej nie jest wliczane do oceny z ćwiczeń, ocena z ćwiczeń jest wynikiem liczby punktów podanych w :
50 <= 3,0 <= 60%,
60% < 3,5 <= 70%,
70% < 4,0 <= 80% ,
80% < 4,5 <= 90%,
90% < 5,0 <= 100%.
Egzamin pisemny – ocena zależy od liczby zdobytych punków, skala jak dla ćwiczeń.
Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:
jeżeli nieobecność jest usprawiedliwiona (zaświadczenie lekarskie) to student otrzymuje dodatkowy termin na zaliczanie kolokwiów lub egzaminu.
Obecność na wykładach nie jest obowiązkowa.