338-0008/01 – Hydromechanika (Hydro)
| Garantující katedra | Katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Sylva Drábková, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Sylva Drábková, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 3 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 1980/1981 | Rok zrušení | 2006/2007 |
| Určeno pro fakulty | FBI | Určeno pro typy studia | magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Studenti se seznámí s aplikací zákonů zachování a podmínkami rovnováhy sil za klidu a pohybu tekutin. Budou vycházet ze znalostí získaných v obecné mechanice, které mohou aplikovat při poznávání zákonitostí kontinua. K pochopení učiva budou realizovat jednoduché experimentální úlohy. Na základě získaných znalostí budou umět řešit praktické problémy mechaniky tekutin, zejména tlaky a tlakové síly v tekutinách za klidu i za jejich pohybu, seznámí se i s řešením složitějších inženýrských úloh.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Anotace
Hydromechanika se zabývá rovnováhou sil v kapalině za klidu a za pohybu. Aplikuje všeobecně platné věty z mechaniky, tj. podmínku rovnováhy sil a momentů, větu o změně hybnosti, zákon zachování hmotnosti a energie. V hydrostatice je pozornost věnována výpočtu tlaků a tlakových sil v kapalině za klidu. V hydrodynamice pak zejména ustálenému a neustálenému proudění skutečné kapaliny v potrubí a korytě, výtoku kapaliny z nádoby připojeným potrubím nebo otvorem, hydrodynamickému čerpadlu, odporu těles a dalším aplikacím.
Povinná literatura:
DRÁBKOVÁ, S. a kolektiv: Mechanika tekutin, VŠB – TU Ostrava, dostupné na http://www.338.vsb.cz/studium/skripta/
DRÁBKOVÁ, S., KOZUBKOVÁ, M.: Cvičení z Mechaniky tekutin. Sbírka příkladů. VŠB – TU Ostrava, 2004, dostupné na http://www.338.vsb.cz/studium/skripta/
JANALÍK, J.: Hydrodynamika a hydrodynamické stroje, VŠB-TU Ostrava, 2008, 190 s.,dostupné na http://www.338.vsb.cz/studium/skripta/
Návody pro laboratorní měření dostupné na http://www.338.vsb.cz/studium/skripta/
HEWAKANDAMBY, B. N.: A First Course in Fluid Mechanics for Engineers, available at http://bookboon.com/en/a-first-course-in-fluid-mechanics-for-engineers-ebook
Další studijní materiály a informace o studiu předmětu:http://www.338.vsb.cz/studium/mechanika-tekutin/
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Týden Náplň přednášek
1 Základní pojmy mechaniky tekutin, fyzikální vlastnosti kapalin
2 Tlak a tlakové síly v kapalině za klidu, Eulerova rovnice hydrostatiky,
diferenciální rovnice pro tlakovou funkci, hydrostatický tlak,hladinové
plochy, Pascalův zákon
3 Tlaková síla na rovinné a křivé plochy, Archimédův zákon
4 Kapalina v relativním klidu
5 Základní pojmy hydrodynamiky, základní rovnice hydrodynamiky, rovnice
spojitosti pro jednorozměrné a prostorové proudění. Eulerova rovnice
hydrodynamiky
6 Bernoulliho rovnice pro dokonalou kapalinu, měření tlaku, rychlosti a
průtoku kapaliny v potrubí
7 Proudění skutečné kapaliny, Navier-Stokesova rovnice, Bernoulliho
rovnice pro skutečnou kapalinu v gravitačním poli, měrná ztrátová
energie
8 Režim proudění, laminární a turbulentní proudění v potrubí kruhového
průřezu
9 Hydraulické odpory, tlaková ztráta třením, ztráty třením v potrubí
nekruhového průřezu, místní ztráty,
10 Hydraulický výpočet potrubí, charakteristika potrubí, paralelní a
sériové řazení potrubí
11 Bernoulliho rovnice pro rotující kanál, odstředivé čerpadlo,
charakteristika čerpadla, spolupráce čerpadla s potrubím, sací výška
čerpadla.
12 Výtok kapaliny malým otvorem, výtok kapaliny velkým obdélníkovým
otvorem v boční stěně nádoby, přepady, výtok při současném přítoku,
vyprazdňování nádob
13 Bernoulliho rovnice pro neustálené proudění nestlač. kapaliny,
neustálené proudění stlačitelné kapaliny-hydraulický ráz, věta o změně
hybnosti
14 Rovnoměrný průtok v korytě, odpor těles, fyzikální podobnost
Týden Náplň cvičení a seminářů
1 Fyzikální vlastnosti kapalin
2 Hladinové plochy, Pascalův zákon, tlaková síla na rovinné plochy
3 Tlaková síla na křivé plochy
4 Relativní klid kapalin
5 Rovnice kontinuity, Bernoulliho rovnice pro dokonalou kapalinu, měření
rychlostí a průtoků kapalin
6 Kontrolní test č.1
Bernoulliho rovnice pro skutečnou kapalinu
7 Druhy proudění, ztráty třením při laminárním a turbulentním proudění,
místní ztráty
8 Laboratorní měření
9 Hydraulický výpočet potrubí
10 Odstředivé čerpadlo, spolupráce čerpadla a potrubí
11 Výtok kapaliny z nádoby, přepady
12 Bernoulliho rovnice pro neustálené proudění nestlač. kapaliny,
hydraulický ráz, věta o změně hybnosti
13 Kontrolní test č.2
Rovnoměrný průtok v korytě, odpor těles
14 Fyzikální podobnost, zápočet
Seznam otázek ke zkoušce
Č. otázky Znění otázky
1 Fyzikální vlastnosti kapalin
2 Tlak, zákon o šíření tlaku v kapalinách, tlaková síla
3 Eulerova rovnice hydrostatiky, diferenciální rovnice tlakové funkce
4 Hladinové plochy a jejich praktický význam, měření tlaku
5 Pascalův zákon a jeho aplikace ( hydraulický lis, přenos energie)
6 Tlaková síla na rovinné plochy ( velikost a působiště tlakové síly,
zatěžovací obrazce)
7 Tlak. síly na křivé plochy (metoda složková a metoda náhradních ploch)
8 Vztlak a plavání těles, Archimédův zákon
9 Přímočarý rovnoměrně zrychlený pohyb nádoby s kapalinou
10 Rovnoměrné otáčení nádoby s kapalinou kolem svislé osy
11 Základní pojmy hydrodynamiky, rozdělení proudění kapalin (podle
vlastností kapalin a kinematických hledisek)
12 Rovnice kontinuity pro jednorozměrné a prostorové proudění
13 Eulerova rovnice hydrodynamiky
14 Bernoulliho rovnice pro ideální kapalinu, použití Bernoulliho rovnice
15 Měření rychlosti a tlaku kapaliny v potrubí (Pitotova a Prandtlova
trubice, průřezová měřidla)
16 Proudění skutečné kapaliny , režim proudění, podmínka rovnováhy sil
při proudění skutečné kapaliny
17 Bernoulliho rovnice pro skutečnou kapalinu, použití Bernoulliho rovnice
18 Laminární proudění v trubce kruhového průřezu (smykové napětí,
rychlostní profil)
19 Turbulentní proudění v trubce kruhového průřezu
20 Hydraulické odpory třením po délce, výpočet součinitele tření, ztráty
třením v potrubí nekruhového průřezu
21 Hydraulické odpory místní, stanovení součinitele místní ztráty
22 Výtok kapaliny z nádoby malým kruhovým otvorem ve dně, vyprázdnění
nádoby
23 Výtok kapaliny velkým otvorem v boční stěně nádoby, ponořený otvor,
přepady
24 Hydraulický výpočet potrubí, základy grafického řešení(charakteristika
potrubí)
25 Hydrodynamické čerpadlo, čerpací systém, parametry čerpadla, výpočet
měrné energie čerpadla, charakteristika čerpadla, určení sací výšky
26 Neustálené proudění nestlačitelné kapaliny v potrubí - rozšířená
Bernoulliho rovnice
27 Neustálené proudění stlačitelné kapaliny v potrubí, hydraulický ráz
28 Proudění v korytech-rovnoměrný průtok
29 Hybnostní věta a její aplikace v mechanice tekutin
30 Odpor těles, základy teorie podobnosti
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.