338-0538/02 – Aplikovaná mechanika tekutin (AMT-FBI)

Garantující katedraKatedra hydromechaniky a hydraulických zařízeníKredity4
Garant předmětuIng. Jana Jablonská, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Jana Jablonská, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný typu B
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok 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

Studenti zpracují 3 protokoly za které bude možné získat až 35 bodů, minimum pro udělení zápočtu je 24 bodů. Zkouška se skládá z písemné části a obhajoby protokolů. Ze zkoušky je možné získat max. 65 bodů.

E-learning

Další požadavky na studenta

ne .

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 Matlab-Simulink, prvky v Matlab-Simulink, výpočet tlakového spádu, výpočet statické charakteristiky. 4. Výpočet statické charakteristiky rozvětvené nebo okruhované sítě. 5. Simulace dynamických charakteristik v programu Matlab-Simulink, 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 pipeline), rozváděč, řízení rozváděče, numerické řešení – Matlab-Simulink, rychlost zvuku v potrubí. 7. Řídicí prvky. 8. Řešení dynamiky složitého hydraulického obvodu užitím Matlab-Simulink. 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, metody matematického modelování turbulentního proudění, tlakové síly na desce způsobené proudem kapaliny z trysky - příklady. 14. Konzultace Osnova cvičení 1. Bernoulliho rovnice pro ideální a skutečnou kapalinu, výpočet ztrát, Re čísla, součinitele tření. 2. Měření statické charakteristiky jednoho potrubí na vodní trati, měření sériově a paralelně řazených potrubí – program. 3. Vyhodnocení měření statické charakteristiky potrubí a řazení potrubí v Excelu, úvod do Matlab-Simulinku. 4. Výpočet tlakového spádu na 1 potrubí v programu Matlab-Simulink, vytvoření subsystému, zadávání proměnlivého signálu. 5. Výpočet statické charakteristiky pro 1 potrubí (modelování naměřených dat), možnosti zobrazení výsledků v Matlab-Simulink, převod dat do excelu. 6. Modelování sériově a paralelně řazených potrubí v Matlab-Simulink a porovnání s Excelem, definice místních odporů. 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-Simulink. 9. Modelování hydraulického rázu v programu Matlab-Simulink 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 Matlab-Simulink - modelování odstředivého čerpadla v Matlab-Simulink a jeho možnosti zadávání – 1D charakteristika, polynomem. Určení základních parametrů při ustáleném stavu pro charakteristiku čerpadla. 12. Zadávání 1D charakteristiky čerpadel v Matlab-Simulinku. Při ustáleném stavu určení konstant – výtokový součinitel ventilu, ekvivalentní délka potrubí. Zadávání charakteristiky čerpadel pomocí polynomu. Srovnání charakteristiky čerpadla s charakteristikou od výrobce, afinní vztahy pro základní parametry čerpadla. 13. Modelování sériově a paralelně řazení čerpadel v Matlab-Simulinku a porovnání s výpočtem v Excelu. 14. Konzultace.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35  20
        Zkouška Zkouška 65  20 3
Rozsah povinné účasti: účast na cvičeních minimálně 80%

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
2023/2024 (N1032A020005) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (N1032A020005) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (N1032A020005) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (N1032A020005) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (N1032A020005) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (N1032A020005) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (N1032A020005) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (N1032A020005) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (N1032A020005) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu P čeština Ostrava 1 povinně volitelný typu B stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky



2021/2022 zimní