338-0008/03 – Hydromechanika (Hydro)

Garantující katedraKatedra hydromechaniky a hydraulických zařízeníKredity5
Garant předmětudoc. Ing. Sylva Drábková, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Sylva Drábková, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2007/2008Rok zrušení
Určeno pro fakultyHGFUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BLE02 doc. Ing. Tomáš Blejchař, Ph.D.
BOJ01 doc. Ing. Marian Bojko, Ph.D.
DRA10 doc. Ing. Sylva Drábková, Ph.D.
DVO31 Ing. Lukáš Dvořák, Ph.D.
FOJ077 Ing. Kamil Fojtášek, Ph.D.
RAU01 Ing. Jana Jablonská, Ph.D.
HOR0254 Ing. Veronika Mořkovská
VAS024 doc. Ing. Martin Vašina, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 8+8

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:

BIRD, B.R, STEWART, W.E, LIGHTFOOT, E.N.: Přenosové jevy. Academia 1968 JANALÍK, J., ŠŤÁVA, P.: Mechanika tekutin. Skriptum. VŠB-TU Ostrava 2002 ŠOB, F.: Hydromechanika. Skriptum. VUT Brno 2002 JEŽEK, J.,VÁRADIOVÁ, B.: Mechanika tekutin pro pětileté obory. ČVUT Praha,1983, JEŽEK, J.: Hydromechanika v příkladech. ČVUT Praha, 1975, 1988 MAŠTOVSKÝ, O.: Hydromechanika. SNTL Praha 1956, 1963 NOSKIEVIČ, J. A KOL.: Mechanika tekutin. SNTL/ALFA Praha 1990 NOŽIČKA, J.: Mechanika a termodynamika. ČVUT, Praha 1991 SMETANA, J.: Hydraulika, 1. a 2. díl. N ČSAV Praha, 1957 SHAUGHNESSY, E.J., KATZ, I.M., SCHAFFER, J.P. Introduction to fluid mechanics. New York: Oxford University Press, 2005, xiv, 1018, [24] s. ISBN 0-19-515451-7.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Zápočet: Prezenční forma studia: 2 průběžné testy, laboratorní měření s následným vyhodnocením a zpracováním protokolu (3 úlohy). Maximální počet bodů k zápočtu je 30, minimální požadovaný počet pro udělení zápočtu je 20 bodů. Kombinovaná forma studia: Individuální program zahrnující řešení 25 příkladů. Maximální počet bodů k zápočtu je 30, minimální požadovaný počet pro udělení zápočtu je 20 bodů. Zkouška: stejná forma pro prezenční i kombinovanou formu studia Skládá se z písemné a ústní části. Písemná část obsahuje dva příklady k řešení a 10 testových otázek. Maximální počet bodů je 30, minimální počet bodů potřebný pro postup k ústní zkoušce je 12 bodů. Ústní část se skládá ze dvou otázek – hydrostatika, hydrodynamika. Za každou správně zodpovězenou otázku je 20 bodů. Student musí prokázat znalosti jak z hydrostatiky, tak i hydrodynamiky.

E-learning

Další požadavky na studenta

Seznam otázek ke zkoušce: 1. Tekutiny-základní pojmy, fyzikální vlastnosti tekutin. 2. Kapaliny v klidu, zákon o šíření tlaku v kapalinách (závislost na směru). 3. Eulerova rovnice hydrostatiky, diferenciální rovnice tlakové funkce, hladinové plochy a jejich praktický význam. 4. Pascalův zákon a jeho aplikace ( hydraulický lis, přenos energie). 5. Tlaková síla na rovinné plochy ( velikost a působiště tlakové síly, zatěžovací obrazce). 6. Tlakové síly na křivé plochy ( metoda složková a náhradních ploch), vztlak a plavání těles, Archimedův zákon. 7. Přímočarý rovnoměrně zrychlený pohyb nádoby s kapalinou. 8. Rovnoměrné otáčení nádoby s kapalinou kolem svislé osy. 9. Základní pojmy dynamiky tekutin, rozdělení proudění tekutin ( podle vlastností a kinematických hledisek). 10. Rovnice kontinuity pro prostorové a jednorozměrné proudění. 11. Eulerova rovnice pro proudění ideální tekutiny. 12. Bernoulliho rovnice pro ideální tekutiinu, použití Bernoulliho rovnice. 13. Měření rychlosti a tlaku kapaliny v potrubí. 14. Proudění skutečné kapaliny , Navier-Stokesova rovnice. 15. Bernoulliho rovnice pro skutečnou kapalinu, použití Bernoulliho rovnice. 16. Ustálené proudění, laminární proudění v úzké štěrbině, laminární a turbulentní proudění v potrubí kruhového průřezu. 17. Turbulentní proudění v potrubí kruhového průřezu. 18. Hydraulické odpory třením po délce, výpočet součinitele tření. 19. Hydraulické odpory místní, stanovení součinitele místní ztráty. 20. Výtok kapaliny z nádoby malým kruhovým otvorem ve dně, vyprázdnění nádoby. 21. Výtok kapaliny velkým otvorem v boční stěně nádoby, přepady. 22. Hydraulický výpočet potrubí. 23. Hydrodynamické čerpadlo, čerpací systém, parametry čerpadla, výpočet měrné energie čerpadla, charakteristika čerpadla, určení sací výšky. 24. Neustálené proudění nestlačitelné kapaliny v potrubí. 25. Neustálené proudění stlačitelné kapaliny v potrubí, hydraulický ráz. 26. Rovnoměrný průtok korytem, Chézyho rovnice. 27. Hybnostní věta a její aplikace v mechanice tekutin. 28. Odpor tělěs. 29. Teorie podobnosti.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Program přednášek: 1. Základní pojmy mechaniky tekutin, fyzikální vlastnosti kapalin. 2. Tlak a tlakové síly v kapalině za klidu, Eulerova rovnice hydrostatiky, hladinové plochy, Pascalův zákon. 3. Tlaková síla na rovinné a křivé plochy, plavání těles, Archimedův zákon. 4. Kapaliny v relativním klidu. 5. Úvod do proudění tekutin, rovnice kontinuity a Bernoulliho rovnice pro proudění ideální tekutiny. 6. Proudění skutečné kapaliny, Navier-Stokesova rovnice, Bernoulliho rovnice pro skutečnou kapalinu v gravitačním poli. 7. Měření tlaku a průtoku v potrubí. 8. Ustálené proudění v potrubí, laminární proudění v úzké štěrbině, laminární a turbulentní proudění v potrubí kruhového průřezu. 9. Hydraulické odpory třením a místní, hydraulický výpočet potrubí, charakteristika potrubí, základy grafického řešení. 10. Výtok kapaliny malým otvorem, výtok kapaliny velkým obdélníkovým otvorem v boční stěně nádoby, přepady, výtok při současném přítoku, vyprazdňování nádob. 11. Nestacionární proudění nestlačitelné kapaliny potrubím, hydraulický ráz. 12. Bernouliho rovnice pro rotující kanál, odstředivé čerpadlo, charakteristika čerpadla, čerpadlo v potrubním systému. 13. Silové účinky proudící tekutiny na plochy a tělesa, obtékání těles. 14. Proudění v korytech, fyzikální podobnost.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2011/2012 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30  20
        Zkouška Zkouška 70  21
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Most 2 povinný stu. plán
2020/2021 (B0719A290001) Voda – strategická surovina P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (B0719A290001) Voda – strategická surovina K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Most 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Most 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Most 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Most 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Most 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (B2102) Nerostné suroviny (2102R006) Technologie a hospodaření s vodou P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku