Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Mechanika płynów
Course of study:
2019/2020
Code:
WGGO-1-307-s
Faculty of:
Drilling, Oil and Gas
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Geoengineering and  borehole mining
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr Dąbrowski Karol (karol.dabrowski@agh.edu.pl)
Module summary

Modele matematyczne płynów, hydrostatyka, kinematyka i dynamika płynów. Określanie parametrów przepływu.

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)
Social competence: is able to
M_K001 (portafi) realizować zadania zespołowe, współpracować w grupie realizując swoją część zadania. GGO1A_K03, GGO1A_K01 Participation in a discussion,
Activity during classes
Skills: he can
M_U001 (potrafi) przeprowadzić podstawowe pomiary fizyczne w płynach, oraz opracować i przedstawić ich wynik. GGO1A_U01, GGO1A_U03, GGO1A_U05 Completion of laboratory classes,
Execution of laboratory classes,
Report,
Examination,
Activity during classes
M_U002 (potrafi) określić podstawowe parametry przepływów w rurach i ośrodkach porowatych. GGO1A_U01, GGO1A_U03, GGO1A_U05 Execution of laboratory classes,
Participation in a discussion,
Report,
Examination,
Activity during classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 (zna i rozumie) tematy podstawowych właściwości fizycznych płynów oraz podstawy definicji z zakresu mechaniki płynów. GGO1A_W01 Completion of laboratory classes,
Involvement in teamwork,
Execution of laboratory classes,
Examination,
Activity during classes
M_W002 (zna i rozumie) podstawowe modele matematycze płynów. GGO1A_W01 Completion of laboratory classes,
Involvement in teamwork,
Execution of laboratory classes,
Report,
Examination,
Activity during classes
M_W003 (zna i rozumie) zagadnienia z dziedziny hydrostatyki, kinematyki i dynamiki płynów. GGO1A_W01 Completion of laboratory classes,
Execution of laboratory classes,
Report,
Examination,
Activity during classes
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
45 30 0 15 0 0 0 0 0 0 0 0
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
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 (portafi) realizować zadania zespołowe, współpracować w grupie realizując swoją część zadania. - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 (potrafi) przeprowadzić podstawowe pomiary fizyczne w płynach, oraz opracować i przedstawić ich wynik. + - + - - - - - - - -
M_U002 (potrafi) określić podstawowe parametry przepływów w rurach i ośrodkach porowatych. + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 (zna i rozumie) tematy podstawowych właściwości fizycznych płynów oraz podstawy definicji z zakresu mechaniki płynów. + - + - - - - - - - -
M_W002 (zna i rozumie) podstawowe modele matematycze płynów. + - + - - - - - - - -
M_W003 (zna i rozumie) zagadnienia z dziedziny hydrostatyki, kinematyki i dynamiki płynów. + - + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 150 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 h
Preparation for classes 20 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 45 h
Realization of independently performed tasks 35 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 3 h
Module content
Lectures (30h):

Płyn jako ośrodek ciągły. Własności fizyczne płynów. Statyka płynów: równanie równowagi
płynów, równowaga bezwzględna płynu, napór cieczy na ściany płaskie. Kinematyka płynów:
metody analizy ruchu płynów, pochodna substancjonalna, równanie ciągłości przepływu.
Dynamika płynów doskonałych: równanie ruchu płynu doskonałego, równanie Bernoulliego,
zastosowanie równania Bernoulliego do pomiaru prędkości. Dynamika płynów rzeczywistych:
przepływ laminarny i turbulentny, Darcy-Weisbacha, opory ruchu,
uogólnione równanie Bernoulliego. Przepływy w przewodach. Wypływ cieczy przez otwory i przystawki, przelewy. Przepływy w kanałach otwartych: wzór Chezy’ego, przekrój optymalny.
Opływ ciał: opór profilowy, siła nośna, rotametr. Przepływ przez ośrodki porowate: struktura warstwy porowej, ruch wód gruntowych, dopływ wody gruntowej do studni, rowu. Dynamika gazów ściśliwych: równanie Bernoulliego dla gazów w przemianie adiabatycznej, wypływ gazu przez otwory i dysze. Wyznaczanie zmian ciśnienia wzdłuż długich ropociągów i gazociągów.

Laboratory classes (15h):

1. Manometry cieczowe. Pomiar ciśnienia za pomocą mikromanometru z rurką pochyłą.
2. Pomiary ciśnienia i prędkości płynu za pomocą rurki Pitota i rurki Prandtla.
3. Pomiary strumienia objętości w przewodach za pomocą zwężki. Określenie liczby Reynoldsa. Określenie stosunku prędkości średniej do maksymalnej. Pomiar współczynnika oporu liniowego. Pomiar współczynnika oporu miejscowego. Wyznaczanie profilu prędkości.
4. Przepływy w ośrodku porowatym. Pomiar współczynnika przepuszczalności ośrodka porowatego. Pomiary ciśnienia za pomocą piezometrów i wyznaczenie współczynnika filtracji. Pomiar natężenia przepływu płynu.
5. Pomiary i wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych uzyskuje się na podstawie pozytywnej oceny z wszystkich ćwiczeń wykonywanych w ramach przedmiotu.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa na podstawie egzaminu i zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych, według zasady
0,7*ocena z egzaminu + 0,3* ocena z ćwiczeń. Obie oceny musza być pozytywne. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie laboratoriów.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Nieobecności należy odrobić w innym terminie.

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość matematyki, fizyki.

Recommended literature and teaching resources:

1 J.J. Bloomer ‘’Practical Fluid Mechanics for Engineering Applications’’
2 H. Oertel ’’Prandtl’s Essentials of Fluid Mechanics’’.
3 H. Walden ‘’Mechanika Cieczy i Gazów’’
4 M. Mitosek ‘’Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska’’
5 C.T Crowe ‘’Engineering Fluid Mechanics’’

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:
  • Dąbrowski, K. M., et al. “Downhole measurements and determination of natural gas composition using Raman spectroscopy.” Journal of Natural Gas Science and Engineering 65 (2019): 25-31.
  • Nagy S. et al. ”Zagadnienia eksploatacji niekonwencjonalnych złóż gazu ziemnego w skałach mułowcowo-łupkowych” Wydawnictwa AGH 2018
Additional information:

Termin konsultacji po uzgodnieniu mailowym.