Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Mechanika płynów
Course of study:
2019/2020
Code:
GIKS-1-310-s
Faculty of:
Mining and Geoengineering
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 hab. inż, prof. AGH Borowski Marek (borowski@agh.edu.pl)
Module summary

W ramach zajęć student zapoznaje się z zagadnieniami dotyczącymi: hydrostatyki, ruchu płynu nielepkiego, elementów gazodynamiki, laminarnej warstwy przyściennej, przepływu turbulentnego oraz przepływu filtracyjnego i ruch cieczy w zbiornikach.

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 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu mechaniki płynów. IKS1A_K02 Involvement in teamwork
Skills: he can
M_U001 Student potrafi analizować nieskomplikowane zagadnienia statyki płynów w tym obliczać rozkład ciśnienia oraz napór cieczy na powierzchnie płaskie IKS1A_U01, IKS1A_U05 Test
M_U002 Student potrafi zastosować poznane metody mechaniki płynów do rozwiązywania typowych zagadnień dotyczących przepływów w przewodach ciśnieniowych, kanałach otwartych, przepływów przez ośrodki porowate. IKS1A_U02, IKS1A_U01, IKS1A_U05 Examination
M_U003 Student potrafi przeprowadzić podstawowe pomiary fizyczne oraz opracować ich wyniki w szczególności zmierzyć prędkość i wydatek przepływu, współczynnik oporu miejscowego i liniowego, współczynnik filtracji, współczynnik lepkości cieczy i gazu. IKS1A_U03, IKS1A_U02, IKS1A_U01 Execution of laboratory classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student zna prawa rządzące ruchem i spoczynkiem płynu IKS1A_W02, IKS1A_W01 Examination
M_W002 Student zna sposoby obliczania reakcji hydrodynamicznych IKS1A_W01, IKS1A_W05 Examination,
Test
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 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu mechaniki płynów. + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi analizować nieskomplikowane zagadnienia statyki płynów w tym obliczać rozkład ciśnienia oraz napór cieczy na powierzchnie płaskie - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zastosować poznane metody mechaniki płynów do rozwiązywania typowych zagadnień dotyczących przepływów w przewodach ciśnieniowych, kanałach otwartych, przepływów przez ośrodki porowate. - - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi przeprowadzić podstawowe pomiary fizyczne oraz opracować ich wyniki w szczególności zmierzyć prędkość i wydatek przepływu, współczynnik oporu miejscowego i liniowego, współczynnik filtracji, współczynnik lepkości cieczy i gazu. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zna prawa rządzące ruchem i spoczynkiem płynu + - - - - - - - - - -
M_W002 Student zna sposoby obliczania reakcji hydrodynamicznych + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 118 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 h
Preparation for classes 15 h
Realization of independently performed tasks 55 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 1 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, wzory Hagena-Poiseuilla, 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.

Laboratory classes (15h):

Pomiar gęstości i lepkości płynów. Pomiar natężenia przepływu płynu. Pomiar współczynnika oporu liniowego. Pomiar współczynnika oporu miejscowego. Badanie przepływu powietrza przez ośrodki porowate. Wyznaczanie profilu prędkości. Pomiar współczynnika przepuszczalności ośrodka porowatego.

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:

Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest zaliczenie poszczególnych ćwiczeń.

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. Obecność na wykładach jest obowiązkowa.

Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie średniej ocen z poszczególnych ćwiczeń – oceny cząstkowe muszą być pozytywne.

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

W razie nieobecności prowadzący ustala sposób i tryb wyrównywania zaległości, najczęściej w postaci uzupełnienia treści i zagadnień na zajęciach, w których nie uczestniczył student a których formę uzupełnienia podaje prowadzący.

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość matematyki, fizyki.

Recommended literature and teaching resources:

Z.Orzechowski, J.Prywer, R.Zarzycki „Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska” WNT Warszawa 2009/2018
Puzyrewski R., Sawicki J.: Podstawy mechaniki płynów i hydrauliki, Wydawnictwo: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2019.
M. Dziubiński, J. Prywer: Mechanika płynów dwufazowych. Wydawnictwo Naukowe PWN, WNT. Wydanie: Warszawa, 1, 2018
Z. Orzechowski, J. Prywer, R. Zarzycki: Zadania z mechaniki płynów w inżynierii środowiska, Wydawnictwo Naukowe PWN, WNT, Wydanie: 1, 2019
Landau Lew D., Lifszyc Jewgienij M.: Hydrodynamika – Fizyka teoretyczna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2, 2009
Cz. Grabarczyk: Hydromechanika filtrowania wody. Wydawnictwo Naukowe WNT. Wydanie: Warszawa, 2016.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Air flow characteristics of a room with air vortex diffuser / BOROWSKI M., JASZCZUR M., Satoła D., KARCH M. // W: ICCHMT 2018 : XI\textsuperscript{th} International Conference on Computational Heat, Mass and Momentum Transfer : 21–24 May 2018, Cracow, Poland : book of abstracts, vol. 1.
Analiza poprawności odwzorowania wypływu strugi swobodnej izotermicznej z wentylatora strumieniowego — Analysis of the correctness projection of jet fan free isothermal airstream / Tomasz BURDZY, Marek BOROWSKI // Rynek Instalacyjny ; ISSN 1230-9540. — 2019 R. 27 nr 1-2, s. 19–22.
Eksperymentalne badania przepływu powietrza przez skrzynkę rozprężną — Experimental tests of air flow through the plenum box / Marek BOROWSKI, Michał KARCH, Joanna Halibart // Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja ; ISSN 0137-3676. — 2016 t. 47, nr 11, s. 471–475. — Bibliogr. s. 475, Streszcz., Abstr.
Experimental analysis of the velocity field of the air flowing through the swirl diffusers / M. JASZCZUR, M. BRANNY, M. KARCH, M. BOROWSKI // Journal of Physics. Conference Series ; ISSN 1742-6588. — 2016 vol. 745 art. no. 032049, s. 1–9. — Bibliogr. s. 9, Abstr.. — Eurotherm2016 : 7th European thermal-sciences conference : 19–23 June 2016, Krakow, Poland.
Experimental tests of the air flowing out of a swirl diffuser / Marek BOROWSKI, Marek JASZCZUR, Michał KARCH, Sławosz KLESZCZ // W: EFM18 : proceedings of the international conference Experimental Fluid Mechanics 2018 : November 13.–16., 2018, Prague / eds. Petra Dančová, Jan Novosád. — [Karlovy Vary] : Polypress s. r. o., 2018. — S. 722–726. — Bibliogr. s. 726, Abstr.

Additional information:

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