MEK Mechanika tekutin

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích
léto 2014
Rozsah
2/2. 4 kr. Ukončení: zk.
Garance
doc. Ing. Jiří Míka, CSc.
Katedra strojírenství – Ústav technicko-technologický – Rektor – Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích
Dodavatelské pracoviště: Katedra strojírenství – Ústav technicko-technologický – Rektor – Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích
Předpoklady
OBOR ( CAP )
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu opírající se o výstupy z učení
V Mechanice tekutin se studenti 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. 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.
Osnova
  • Některé charakteristiky tekutin, rozměry, rozměrová homogenita, jednotky; hydrostatika, Pascalův zákon a Archimédův zákon, Eulerova rovnice hydrostatiky
  • Relativní rovnováha kapalin při přímočarém a rotačním pohybu nádob
  • Druhý Newtonův zákon; základní zákony hydrodynamiky (rovnice kontinuity, Bernoulliova rovnice, limity užití Bernoulliho rovnice, energetické rovnice, věta o změně hybnosti)
  • Měření rychlosti a průtoku (Pitotova a Venturiho trubice, tlak statický, kinetický, dynamický, celkový); výtok z nádob malým otvorem (volným, zatopeným, nátrubky, kontrakční a rychlostní součinitel, výtokový součinitel)
  • Kvazistacionární výtok z nádob (vyprazdňování, vyrovnání hladin, výtok za současného přítoku); výtok velkými otvory a přepady
  • Průtok vazké tekutiny potrubím (laminární/turbulentní, tlak a smykové napětí a jejich měření, příklady proudění v trubkách)
  • Nestacionární průtok potrubím (pístové čerpadlo, U-trubice, náhlé otevření potrubí, zavírání potrubí a vodní ráz, kavitace)
  • Průtok tekutiny rotujícími kanály (rozšířená Bernoulliova rovnice, Eulerova turbinová rovnice, odstředivé čerpadlo, vodní turbína)
  • Dynamické účinky proudu tekutiny (na stojící a pohybující se desky, optimální otáčky Peltonovy turbiny, síla působící na uzavřené kanály, tah vrtule, proudového a raketového motoru)
  • Laminární proudění (trubicí kruhového průřezu, mezi deskami, stékání, rozběh proudu)
  • Turbulentní proudění (charakteristiky turbulence, turbulentní Reynoldsovo napětí, matematický popis, logaritmický a mocninový zákon)
  • Obtékání těles, mezní vrstva (tloušťka), odpor tlakový a třecí, vztlak, polára, lopatkové mříže)
  • Podobnost a dimenzionální analýza, podobnostní kritéria
Literatura
    povinná literatura
  • LINHART, J. Mechanika tekutin. Plzeň : Západočeská univerzita v Plzni, 2009. ISBN 978-80-7043-766-7
  • NOŽIČKA, J. Mechanika tekutin. Praha : ČVUT, 2004. ISBN 80-01-02865-8
Organizační formy výuky
přednáška
cvičení
Komplexní výukové metody
frontální výuka
skupinová výuka - kooperace
Studijní zátěž
AktivitaPočet hodin za semestr
Prezenční formaKombinovaná forma
Příprava na průběžný test10 
Příprava na přednášky24 
Příprava na seminář, cvičení, tutoriál14 
Účast na přednáškách28 
Účast na semináři/cvičeních/tutoriálu/exkurzi28 
Celkem:1040
Metody hodnocení a jejich poměr
zkouška - ústní 50 %
zkouška - písemná 20 %
test - průběžný 30 %
Podmínky testu
A 100 – 90, B 89,99 – 84, C 83,99 – 77, D 76,99 – 73, E 72,99 – 70, FX 69,99 – 30, F 29,99 - 0.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý druhý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích léto 2012, zima 2012, léto 2013, zima 2013, zima 2014, léto 2015, zima 2015, léto 2016, léto 2017, léto 2018, léto 2019, léto 2020, léto 2021.