Detail předmětu
Hydromechanika
FSI-5HY Ak. rok: 2020/2021 Zimní semestr
Hydromechanika má seznámit studenty se základními zákony a teoriemi mechaniky kapalin a plynů (tekutin) tak, aby byli schopni je aplikovat na jednoduché systémy, objasnit a předpovědět jejich chování. Získané znalosti jsou předpokladem pro pochopení teoretických základů moderních technických disciplin.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Předmět Hydromechanika umožňuje studentům získat znalosti o vlastnostech tekutin, rovnováze sil v tekutinách za klidu, o pohybu tekutin v silových polích, základech hydraulických strojů, metodách řešení dynamiky a kinematiky proudových polí, obíhání těles a exper.metodách.Student se naučí řešit úlohy v hydromechnice a vytvářet modely ke studiu vybraných technických problémů.
Prerekvizity
Obecné znalosti matematiky a fyziky na úrovni absolvovaných kurzů na FSI. Základní znalosti diferenciálního a integrálního počtu.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení
Podmínky pro udělení zápočtu : prezence ve cvičeních. Získání klasifikačního stupně E na kontrolní práce v teoretickém cvičení, jejichž termín konání je stanoven na začátku semestru. Pokud tuto podmínku student nesplní, může učitel v odůvodněných případech stanovit náhradní podmínku. Absolvování všech úloh v laboratorním cvičení, splnění podmínek průběžné kontroly a odevzdání požadovaných elaborátů.
Zkouška: prověřuje znalost zákonů a jejich aplikaci na příkladech. Zkouška se skládá ze tří částí.
1. část: test – zde má student prokázat základní teoretické znalosti z přednášené láty
2. část: příklady – v této části student prokáže schopnosti řešit konkrétní příklady z hydrostatiky a hydrodynamiky
3. část: ústní – tato část není povinná a slouží k upřesnění klasifikace.
Učební cíle
Cílem předmětu Hydromechanika je seznámit studenty se základními zákony a teoriemi klasické a moderní hydromechaniky tak, aby byli schopni je aplikovat na jednoduché systémy, objasnit a předpovědět jejich chování. Úkolem je, aby si studenti uvědomili, že hydromechanika je teoretickým základem i výsledkem inženýrských disciplin.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Semináře a písemné práce na cvičeních.
Účast na laboratorních cvičeních.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program B3A-P: Aplikované vědy v inženýrství, bakalářský
obor B-MAI: Matematické inženýrství, povinný
Program B3S-P: Strojírenství, bakalářský
obor B-SSZ: Stavba strojů a zařízení, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1.Úvod, základní pojmy a jednotky. Vlastnosti kapalin.
2.Hydrostatika, Eulerova rovnice hydrostatiky, Pascalův zákon, hydrostatická rovnováha
v relativním prostoru.
3.Hydrostatika, síly na plochy, metoda náhradní plochy, vztlak a plavání těles, metacentrum.
4.Hydrodynamika, úvod, základní pojmy, metody popisu kontinua. Rovnice kontinuity, Eulerova
rovnice hydrodynamiky, Bernoulliho rovnice, Věta o změně hybnosti.
5.Navier Stokesova rovnice. Turbulentní proudění, Reynoldsova rovnice.
6.Jednorozměrné proudění potrubím, předpoklady, rovnice kontinuity, aplikace Bernoulliho
rovnice, ztráty v potrubí, hydrodynamický účinek kapaliny na potrubí. Výtok z nádob,
vyprazdňování nádob.
7.Proudění v otevřených kanálech a žlabech, přepady přelivy. Výtok dlouhým potrubím,
hydraulický ráz.
8.Jednorozměrné proudění v rotujícím kanále, Eulerova turbínová věta. Rozdělení čerpadel,
Hydrodynamická čerpadla, měrná energie, výkon, účinnost, charakteristika. Pracovní bod
čerpadla. Spolupráce hydrodynamických čerpadel.
9.Hydraulické stroje – turbíny, základní rozdělení, výkon, měrná energie, kavitace.
10.Hydrodynamický účinek kapaliny na desku, výpočet Peltonovy turbíny.
11.Laminární proudění mezi rovnoběžnými deskami, v kruhovém a mezidruhovém prostoru.
12.Experiment, měření hydraulických veličin, tlak, rychlost, viskozita.
13.Teorie podobnosti, podobnostní čísla, PI teorém, měření na modelech.
Cvičení
18 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Výpočtová cvičení v návaznosti na předchozí přednášky
Cvičení s počítačovou podporou
8 hod., povinná
Osnova
Příprava, absolvování a vyhodnocení laboratorních experimentů