338-0538/01 – Aplikovaná mechanika tekutin (AMT-FBI)

Garantující katedraKatedra hydromechaniky a hydraulických zařízeníKredity5
Garant předmětuIng. Jana Jablonská, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Jana Jablonská, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2006/2007Rok zrušení
Určeno pro fakultyFBIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
RAU01 Ing. Jana Jablonská, Ph.D.
KOZ30 prof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 14+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je, aby se studenti seznámili s experimentálními a numerickými metodami pro řešení z oblasti aplikace hydromechaniky do problematiky požárních zařízení. Studenti budou řešit charakteristiku sériově a paralelně řazeného potrubí, hydraulický ráz, měrnou energii čerpadel samostatných a řazených – sériově a paralelně a sílu proudu kapaliny na plochu, kde nejprve budou řešeny ustálené stavy a následovně časově závislé úlohy. Samostatně sestaví různě situované úlohy v softwaru Matlab-Simulink a výsledky pak porovnají s naměřenými hodnotami z experimentu, který student provede v laboratoři katedry. Výsledky budou porovnány a zhodnoceny při obhajobě u zkoušky.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Předmět se věnuje aplikaci základů hydromechaniky do následujících oblastí: - hydraulické vedení v stacionárním i nestacionárním stavu (hydraulický ráz) - praktické úlohy, experimentální měření, výpočty při použití dostupných software (Matlab-Simulink), srovnání matematických a experimentálních výstupů - podávací zařízení (především čerpadla), měrná energie čerpadel, řazení čerpadel – teoretické a praktické návrhy systému čerpadel, řešení složitých obvodu s čerpadly v Matlab-Simulinku metody řešení tlakových sil proudu kapaliny na obecné plochy

Povinná literatura:

KOZUBKOVÁ, Milada a kol. Mechanika tekutin, návody pro laboratorní cvičení. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2007. 113 s. (Elektronická publikace na CD ROM). BOJKO, M., KOZUBKOVÁ, M., RAUTOVÁ, J. Základy hydromechaniky a zásobování hasivy, Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství Ostrava, 2007, 182 s., ISBN 80-86634-53-1 KOZUBKOVÁ, M. Dynamika 2007, el. skripta, VŠB-TU Ostrava, 2007, 109 s. MILLER, D.S. Internal Flow Systems. BHRA (Information Servis). 1990. ISBN 0-947711-77-5.

Doporučená literatura:

DRÁBKOVÁ, Sylva a kol. Mechanika tekutin. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2007. 248 s. (Elearningová učebnice). DRÁBKOVÁ, S., KOZUBKOVÁ, M. Cvičení z mechaniky tekutin. Skripta. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, FS, 2002, 141 str. MATLAB User's Guide. The Mathworks, Inc., USA, www.mathworks.com

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Seznam otázek ke zkoušce První otázka – měření 1. Měření viskozity zařízením Rheocalc 2. Měření statických charakteristik potrubí, sériové řazení 3. Měření statických charakteristik potrubí, paralelní řazení 4. Měření hydraulického rázu 5. Měření charakteristik čerpadel sériové zapojení 6. Měření charakteristik čerpadel paralelní zapojení Druhá otázka – SimHydraulics 1. Fyzikální vlastnosti kapalin a jejich měření - hustota 2. Fyzikální vlastnosti kapalin a jejich měření - viskozita 3. Jjednoduché potrubí, odpor proti pohybu, třecí odpor, místní odpor, tlakový spád a statická charakteristika potrubí 4. Program SimHydraulics, prvky v SimHydraulics, 5. Simulace tlakového spádu v programu SimHydraulics, prvky v SimHydraulics, výpočet tlakového spádu 6. Simulace statických charakteristik v programu SimHydraulics, prvky v SimHydraulics, , výpočet statické charakteristiky 7. Výpočet statické charakteristiky rozvětvené nebo okruhované sítě 8. Simulace dynamických charakteristik v programu SimHydraulics, neustálené proudění, odpor proti pohybu, odpor proti zrychlení, odpor proti deformaci a hydraulická kapacita, značení hydraulických odporů 9. Řešení hydraulického rázu, T – článek, dělené potrubí (Segmented popelíne), rozváděč, řízení rozváděče, numerické řešení – SimHydraulics, rychlost zvuku v potrubí 10. Řešení dynamiky složitého hydraulického obvodu užitím SimHydraulics, význam počtu T článků resp. segmentů na řešení průběhu tlaku 11. Řešení obvodu s čerpadly, odstředivé čerpadlo v SimHydraulics, 1D a 2D charakteristika 12. Obvody s čerpadly, obvod - tlakový spád s čerpadlem, statická charakteristika s čerpadlem, hydraulický ráz s čerpadlem 13. Řazení čerpadel v SimHydraulics, sériové, paralelní, obvod 14. Hybnost vodního paprsku, silové účinky proudící tekutiny na plochy a tělesa, věta o změně hybnosti, aplikace věty o změně hybnosti 15. Silové účinky proudící tekutiny na obecné plochy a tělesa, matematický model proudění tekutin, přenos hmoty, hybnosti, okrajové podmínky, podmínky vstupu a výstupu, prvky sítě, metody matematického modelování turbulentního proudění

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

OSNOVA PŘEDMĚTU 1. Fyzikální vlastnosti kapalin a jejich měření (hustota, viskozita kapalin), závislost na teplotě a tlaku 2. Statické charakteristiky hydraulických systémů, jednoduché potrubí, odpor proti pohybu, třecí odpor, místní odpor, tlakový spád a statická charakteristika potrubí, prezentace měření, která budou prováděná ve cvičení 3. Simulace tlakového spádu a statických charakteristik v programu SimHydraulics, prvky v SimHydraulics, výpočet tlakového spádu, výpočet statické charakteristiky 4. Výpočet statické charakteristiky rozvětvené nebo okruhované sítě 5. Simulace dynamických charakteristik v programu SimHydraulics, neustálené proudění, odpor proti pohybu, odpor proti zrychlení, odpor proti deformaci a hydraulická kapacita, značení hydraulických odporů 6. Řešení hydraulického rázu, T – článek, dělené potrubí (Segmented popelíne), rozváděč, řízení rozváděče, numerické řešení – SimHydraulics, rychlost zvuku v potrubí 7. Řídicí prvky 8. Řešení dynamiky složitého hydraulického obvodu užitím SimHydraulics 9. Řešení obvodu s čerpadly, odstředivé čerpadlo v SimHydraulics, 1D a 2D charakteristika 10. Obvody s čerpadly, obvod - tlakový spád, statická charakteristika, hydraulický ráz 11. Řazení čerpadel sériové, paralelní, obvod 12. Hybnost vodního paprsku, silové účinky proudící tekutiny na plochy a tělesa, věta o změně hybnosti, aplikace věty o změně hybnosti, prezentace experimentu 13. Silové účinky proudící tekutiny na obecné plochy a tělesa, matematický model proudění tekutin, přenos hmoty, hybnosti, okrajové podmínky, podmínky vstupu a výstupu, prvky sítě, metody matematického modelování turbulentního proudění 14. Tlakové síly na desce způsobené proudem kapaliny z trysky - příklady Osnova cvičení 1. Bernoulliho rovnice pro ideální a skutečnou kapalinu, výpočet ztrát, Re čísla, součinitele tření. 2. Měření fyzikálních vlastností – program, statické charakteristiky jednoho potrubí na vodní trati, měření sériově a paralelně řazených potrubí – program. 3. Vyhodnocení měření fyzikálních vlastností kapaliny v Excelu, vyhodnocení statické charakteristiky potrubí a řazení potrubí v Excelu, úvod do Matlabu. 4. Výpočet tlakového spádu na 1 potrubí v programu Matlab, vytvoření subsystému, zadávání proměnlivého signálu. 5. Výpočet statické charakteristiky pro 1 potrubí (modelování naměřených dat), možnosti zobrazení výsledků v Matlabu, převod dat do excelu. 6. Modelování sériově a paralelně řazených potrubí v Matlabu a porovnání s Excelem. 7. Měření hydraulického rázu – program, charakteristiky čerpadla a řazení čerpadel – program. 8. Vyhodnocení dat z měření – vyhodnocení hydraulického rázu – určení modulu pružnosti z měření, modelování ustáleného stavu pro hydraulický ráz v programu Matlab. 9. Modelování hydraulického rázu v programu Matlab pro teoretické a naměřené hodnoty - modelování hydraulického rázu pro neustálené stavu, zjištění vlivu ekvivalentní délky, součinitele výtoku ventilu a množství vzduchu na hydraulický ráz. 10. Výpočet čerpadel – sací výška čerpadla, příkon, výkon, měrná energie čerpadla, pracovní bod systému. Vyhodnocení měření charakteristik čerpadel, sériové a paralelní řazení čerpadel v Excelu. 11. Modelování charakteristiky jednoho čerpadla v Matlabu - modelování odstředivého čerpadla v Matlabu a jeho možnosti zadávání – 1D charakteristika, určení základních parametrů při ustáleném stavu pro charakteristiku čerpadla. 12. Zadávání 1D charakteristiky čerpadel v Matlabu. Při ustáleném stavu určení konstant – výtokový součinitel ventilu, ekvivalentní délka potrubí. Zadávání 2D a 3D charakteristiky čerpadel v Matlabu. Zadávání čerpadla dle katalogu, afinní vztahy pro základní parametry čerpadla. 13. Modelování sériově a paralelně řazení čerpadel v Matlabu. 14. Porovnání modelovaného řazení čerpadel s výpočtem v Excelu.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2011/2012 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35  20
        Zkouška Zkouška 65  20
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2020/2021 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2020/2021 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu (30) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku