Detail předmětu

Fluidní inženýrství

FSI-LFI Ak. rok: 2024/2025 Zimní semestr

Záměrem předmětu Fluidní inženýrství je informovat o využívání vlastností tekutin a jejich proudění v různých technologiích průmyslu.
Východiskem jsou základní diferenciální pohybové rovnice a na základě jejich analýzy se vysvětlují různé principy hydraulických a pneumatických prvků, strojů a mechanismů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Zajišťuje ústav

Vstupní znalosti

Základy Hydrostatiky, Hydrodynamiky, Termomechaniky,  řešení parciálních diferenciálních rovnic, vektorový a maticový počet, integrace

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Zápočet – účast na cvičení a řešení zadaných úloh, písemné testy.
Zkouška – písemná (bez získaného zápočtu nelze absolvovat zkoušku).
Hodnocení dle stupnice ECTS.


Semináře, písemné úlohy na cvičeních

Učební cíle

Rozšířit znalosti získané ze základního kurzu Hydromechaniky. Naučit se pracovat s různým zápisem diferenciálních rovnic popisujících proudění tekutin a jejich použití při řešení vhodně zvolených úloh. Propojení matematického popisu s fyzikální podstatou dějů spojených s prouděním tekutin. Získání teoretického základu k výpočtovému modelování proudění.



Studijní opory

E-learning:

- pdf přednáškových prezentací

- podpůrné texty k přednáškám a cvičením

- řešené typové příklady

Literatura:

White, F. M.: Fluid Mechanics. McGraw-Hill, New York, NY, 2011, 7th edition, ISBN 978-0-07-352934-9.

 

Použití předmětu ve studijních plánech

Program C-AKR-P: Akreditované předměty v CŽV, celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu
specializace CZS: Předměty zimního semestru, volitelný

Program N-ETI-P: Energetické a termofluidní inženýrství, magisterský navazující
specializace ENI: Energetické inženýrství, povinný

Program N-ETI-P: Energetické a termofluidní inženýrství, magisterský navazující
specializace FLI: Fluidní inženýrství, povinný

Program N-ETI-P: Energetické a termofluidní inženýrství, magisterský navazující
specializace TEP: Technika prostředí, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Přehledové opakování fyzikálních zákonů týkajících se mechaniky tekutin, přehled praktických aplikací, matematický úvod


2. Popis kontinua, pohyb kontinua. Eulerovo a Lagrangeovo pojetí kontinua. Parametrické zadání křivky/plochy.


3. Bezierova křivka/plocha. Zákon o zachování hmotnosti. Rychlost zvuku.


4. Síla, působící na pevnou plochu a tuhou částici obtékanou tekutinou. Přímá/nepřímá metoda učení síly.


5. Interakce tělesa a kapaliny příklady


6. Kavitace.


7. Bernoulliho rovnice. Přídavné účinky na těleso od kapaliny


8. Princip diskového/odstředivého čerpadla. Princip kluzného ložiska. Hydraulický ráz.


9. Podobnostní čísla. Pí teorém.


10. Šíření tlakové a průtokové vlny.


11. Vlastní kmity.


12. Vynucené kmity.


13. Přednáška externisty. Opakování.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Maticový/vektorový počet. Einsteinova sumační symbolika.


2. Einsteinova sumační symbolika – převody z/do vektorového zápisu.


3. Parametrické zadání křivky/plochy. Bezierova křivka/plocha.


4. Síla, působící na pevnou plochu – nehybný koreček Peltonovy turbíny. Archimedův zákon pro částečně ponořené těleso.


5. Síla, působící na pohyblivou plochu – pohyblivý koreček Peltonovy turbíny. Síla působící na rotující kanál oběžného kola.


6. Písemný test.


7.Segnerovo kolo – síla působící na rotující kanál, výpočet výtokové rychlosti. Přídavná hmotnost čepu v pouzdře.


8. Ejektor. U-trubice, pohyb kapaliny, silové účinky na stěnu trubice.


9. Odvození podobnostních čísel z definice síly. Závislost průtoku, momentu a výkonu na otáčkách, změna ch-ky čerpadla.


10. Stanovení průtoku z rázu, model plynového akumulátoru.


11. Vlastní čísla, vlastní čísla matice. Kmitání vyrovnávací komory


12. Pulzace vynucené čerpadlem v závěrném bodě. Stabilní/nestabilní charakteristika čerpadla.


13. Kmitání tepelné vlny. Opravný písemný test.