338-0301/03 – Mechanika tekutin (MeTek)

Garantující katedraKatedra hydromechaniky a hydraulických zařízeníKredity5
Garant předmětudoc. Ing. Sylva Drábková, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Sylva Drábková, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduální
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2001/2002Rok zrušení
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
DRA10 doc. Ing. Sylva Drábková, Ph.D.
POL0260 Ing. Tomáš Polášek, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

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

Mechanika tekutin 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 https://www.fs.vsb.cz/338/cs/studium/mechanika-tekutin/ DRÁBKOVÁ, S., KOZUBKOVÁ, M.: Cvičení z Mechaniky tekutin. Sbírka příkladů. VŠB – TU Ostrava, 2004, dostupné na https://www.fs.vsb.cz/338/cs/studium/mechanika-tekutin/ Návody pro laboratorní měření dostupné na https://www.fs.vsb.cz/338/cs/studium/mechanika-tekutin/ 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:https://www.fs.vsb.cz/338/cs/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

Další studijní materiály

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 35, minimální požadovaný počet pro udělení zápočtu je 20 bodů.

E-learning

Další požadavky na studenta

ne .

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, kapaliny v relativním klidu 4 Úvod do proudění tekutin, rovnice kontinuity a Bernoulliho rovnice pro proudění ideální tekutiny 5 Aplikace Bernoulliho rovnice pro proudění ideální tekutiny, měření tlaku a průtoku v potrubí 6 Proudění skutečné kapaliny, Navier-Stokesova rovnice, Bernoulliho rovnice pro nestlačitelnou vazkou kapalinu v gravitačním poli, Bernoulliho rovnice pro stlačitelnou tekutinu 7 Ustálené proudění v potrubí, laminární a turbulentní proudění v potrubí kruhového průřezu 8 Hydraulické odpory třením a místní, hydraulický výpočet potrubí, charakteristika potrubí, základy grafického řešení 9 Bernouliho rovnice pro rotující kanál, odstředivé čerpadlo, charakteristika čerpadla, čerpadlo v potrubním systému 10 Výtok kapaliny malým otvorem, vyprázdnění nádoby, výtok kapaliny velkým obdélníkovým otvorem v boční stěně nádoby 11 Nestacionární proudění nestlačitelné kapaliny potrubím, hydraulický ráz 12 Věta o změně hybnosti a její aplikace 13 Silové účinky proudící tekutiny na plochy a tělesa, obtékání těles Program cvičení a seminářů + individuální práce studentů: 1 Fyzikální vlastnosti tekutin 2 hydrostatický tlak, tlakové hladiny, Pascalův zákon, tlaková síla na rovinné plochy 3 Tlaková síla na křivé plochy, relativní klid kapalin 4 Kontrolní test č.1- Hydrostatika 5 Rovnice kontinuity, Bernoulliho rovnice pro dokonalou kapalinu, měření tlaku a rychlosti v potrubí 6 Bernoulliho rovnice pro skutečnou kapalinu, měrná ztrátová energie, Reynoldsovo číslo 7 Hydraulické odpory třením při laminárním a turbulentním proudění, odpory místní 8 Laboratorní měření (třecí a místní ztráty, charakteristika čerpadla) 9 Hydraulický výpočet potrubí 10 Bernoulliho rovnice pro rotující kanál, odstředivé čerpadlo, čerpadlo a potrubí 11 Kontrolní test č.2 - Hydrodynamika 12 Nestacionární proudění nestlačitelné a stlačitelné kapaliny potrubím, hydraulický ráz 13 Aplikace věty o změně hybnosti, odpor těles Seznam otázek ke zkoušce: 1 Tekutiny-základní pojmy, fyzikální vlastnosti tekutin - definice a jednotky 2 Kapaliny v klidu, zákon o šíření tlaku v kapalinách, Pascalův zákon a jeho aplikace (hydraulický lis, přenos energie) 3 Eulerova rovnice hydrostatiky, diferenciální rovnice tlakové funkce, hladinové plochy a jejich praktický význam 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 Základní pojmy dynamiky tekutin, rozdělení proudění tekutin (podle vlastností a kinematických hledisek) 8 Rovnice kontinuity a Eulerova rovnice pro jednorozměrné proudění ideální tekutiny 9 Bernoulliho rovnice pro ideální tekutinu, aplikace 10 Měření místní a střední rychlosti kapaliny v potrubí 11 Bernoulliho rovnice pro skutečnou kapalinu, měrná ztrátová energie, Reynoldsovo číslo 12 Ustálené laminární proudění v potrubí kruhového průřezu (rychlostní profil, střední rychlost, hydraulické odpory třením) 13 Turbulentní proudění v potrubí kruhového průřezu (rychlostní profil, střední rychlost, hydraulické odpory třením) 14 Hydraulické odpory místní, stanovení součinitele místní ztráty měřením 15 Hydraulický výpočet potrubí (Rovnice kontinuity, Bernoulliho rovnice, hydraulické odpory, charakteristika potrubí) 16 Hydrodynamické čerpadlo, čerpací systém, parametry čerpadla, výpočet měrné energie čerpadla, charakteristiky hydrodynamického čerpadla 17 Neustálené proudění nestlačitelné kapaliny v potrubí_ rozšířená Bernoulliho rovnice 18 Neustálené proudění stlačitelné kapaliny v potrubí, hydraulický ráz 19 Věta o změně hybnosti a její aplikace v mechanice tekutina 20 Obtékání těles, silové účinky na obtékané plochy a tělesa, jejich výpočet.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51 3
        Zápočet Zápočet 30 (30) 0 3
                Laboratorní práce Laboratorní práce 12  0 3
                Projekt Projekt 18  0 3
        Zkouška Zkouška 70 (70) 0 3
                Písemná zkouška Písemná zkouška 30  0 3
                Ústní zkouška Ústní zkouška 40  0 3
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
ECTS - MechEng - Bachelor Studies 2025/2026 prezenční angličtina povinně volitelný 301 - Studijní oddělení a International Office stu. blok

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.