Detail předmětu
Hydraulické pochody
FSI-DHPAk. rok: 2017/2018
Předmět 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. Poznatky z tohoto předmětu lze uplatnit v řadě průmyslových oborů.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Předmět umožňuje studentům získat znalosti o vlastnostech tekutin, rovnováze sil v tekutinách za klidu, o pohybu tekutin v silových polích, základech hydraulických strojů. Student se naučí pracovat s čerpadlovou charakteristikou, navrhnout a dimenzovat jednoduché potrubní systémy a vytvářet modely ke studiu vybraných technických problémů. Má dokázat navrhnout konstrukční řešení a hlavní rozměry pro optimální řešení pro daný technologický problém.
Prerekvizity
Obecné znalosti matematiky a fyziky na úrovni absolvovaných kurzů na FSI. Základní znalosti diferenciálního a integrálního počtu.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Přednáška: 13 x 2 hod.
Cvičení: 9 x 2 hod.
Cvičení s poč. podporou: 4 x 2 hod.
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 látky 2. část: příklady - v této části student prokáže schopnosti řešit konkrétní příklady 3. část: ústní - tato část slouží k upřesnění klasifikace, je nepovinná.
Učební cíle
Cílem předmětu 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. Dále seznámit se základními konstrukčními principy potrubních systémů a užitím čerpadel a dokázat volit optimální typ zařízení a stanovit jeho hlavní rozměry a parametry.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Účast ve výuce je kontrolována.
Základní literatura
Antaki, G. A.: Piping and pipiline engineering: design, construction, maintanance, integrity, and repair, CRC Taylor & Francis, 2003. (EN)
Cengel, Y., Cimbala, J.,M.,Fluid Mechanics with Student Resources, ISBN 978-0077295462 (EN)
Fleischner, P., Hydromechanika. Brno, VUT 1981 (CS)
Janalík J., Šťáva P.: Mechanika tekutin, VŠB Ostrava. (CS)
Janalík J.: Vybrané kapitoly z mechaniky tekutin, VŠB Ostrava, 2008. (CS)
Munson B.,R., Young, D.,F., Okiishi, T., H., Fundamentals of Fluid Mechanics, 2006 John Wiley & Sons, Inc., ISBN 978-0-471-67582-2 (EN)
Perry, Robert H.: Perry’s chemical engineers’ handbook, McGraw-Hill, New York, 2008 (EN)
Rieger, F., Novák, V., Jirout, T.: Hydromechanické procesy I, Vydavatelství ČVUT, 2005. (CS)
Rieger, F., Novák, V., Jirout, T.: Hydromechanické procesy II, Vydavatelství ČVUT, 2005. (CS)
Šob, Fr. Hydromechanika. Brno, CERN 2001 (CS)
Cengel, Y., Cimbala, J.,M.,Fluid Mechanics with Student Resources, ISBN 978-0077295462 (EN)
Fleischner, P., Hydromechanika. Brno, VUT 1981 (CS)
Janalík J., Šťáva P.: Mechanika tekutin, VŠB Ostrava. (CS)
Janalík J.: Vybrané kapitoly z mechaniky tekutin, VŠB Ostrava, 2008. (CS)
Munson B.,R., Young, D.,F., Okiishi, T., H., Fundamentals of Fluid Mechanics, 2006 John Wiley & Sons, Inc., ISBN 978-0-471-67582-2 (EN)
Perry, Robert H.: Perry’s chemical engineers’ handbook, McGraw-Hill, New York, 2008 (EN)
Rieger, F., Novák, V., Jirout, T.: Hydromechanické procesy I, Vydavatelství ČVUT, 2005. (CS)
Rieger, F., Novák, V., Jirout, T.: Hydromechanické procesy II, Vydavatelství ČVUT, 2005. (CS)
Šob, Fr. Hydromechanika. Brno, CERN 2001 (CS)
Doporučená literatura
Medek, J.: Hydraulické pochody, VUT Brno (2004)
Novák, V. - Rieger, F. - Vavro, K.: Hydraulické pochody v chemickém a potravinářském průmyslu, SNTL Praha (1989)
Perry, R. H. Chilton, C. H.: Chemical Engineers Handbook, McGraw-Hill, New York 1998
Novák, V. - Rieger, F. - Vavro, K.: Hydraulické pochody v chemickém a potravinářském průmyslu, SNTL Praha (1989)
Perry, R. H. Chilton, C. H.: Chemical Engineers Handbook, McGraw-Hill, New York 1998
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1.Úvod, základní pojmy a jednotky. Vlastnosti kapalin.
2. Eulerova rovnice hydrostatiky, Pascalův zákon, hydrostatická rovnováha v relativním prostoru.
3.Výpočet síly na plochy, metoda náhradní plochy, vztlak a plavání těles, metacentrum.
4.Úvod do hydrodynamiky, základní pojmy, metody popisu kontinua. Rovnice kontinuity, Eulerova rovnice hydrodynamiky
5. Bernoulliho rovnice, Věta o změně hybnosti.
6.Jednorozměrné proudění potrubím, předpoklady, rovnice kontinuity, aplikace Bernoulliho rovnice, ztráty v potrubí.
7.Hydrodynamický účinek kapaliny na potrubí. Výtok z nádob,
vyprazdňování nádob.
8.Proudění v otevřených kanálech a žlabech, přepady přelivy. Výtok dlouhým potrubím, hydraulický ráz.
9.Jednorozměrné proudění v rotujícím kanále, Eulerova turbínová věta. Rozdělení čerpadel
10.Hydrodynamická čerpadla, měrná energie, výkon, účinnost, charakteristika. Pracovní bod čerpadla. Spolupráce a regulace hydrodynamických čerpadel.
11.Hydraulické stroje – turbíny, základní rozdělení, výkon, měrná energie, kavitace.
12.Hydrodynamický účinek kapaliny na desku, výpočet Peltonovy turbíny.
12.Experiment, měření hydraulických veličin, tlak, rychlost, viskozita.
13.Teorie podobnosti, podobnostní čísla, PI teorém, měření na modelech.
2. Eulerova rovnice hydrostatiky, Pascalův zákon, hydrostatická rovnováha v relativním prostoru.
3.Výpočet síly na plochy, metoda náhradní plochy, vztlak a plavání těles, metacentrum.
4.Úvod do hydrodynamiky, základní pojmy, metody popisu kontinua. Rovnice kontinuity, Eulerova rovnice hydrodynamiky
5. Bernoulliho rovnice, Věta o změně hybnosti.
6.Jednorozměrné proudění potrubím, předpoklady, rovnice kontinuity, aplikace Bernoulliho rovnice, ztráty v potrubí.
7.Hydrodynamický účinek kapaliny na potrubí. Výtok z nádob,
vyprazdňování nádob.
8.Proudění v otevřených kanálech a žlabech, přepady přelivy. Výtok dlouhým potrubím, hydraulický ráz.
9.Jednorozměrné proudění v rotujícím kanále, Eulerova turbínová věta. Rozdělení čerpadel
10.Hydrodynamická čerpadla, měrná energie, výkon, účinnost, charakteristika. Pracovní bod čerpadla. Spolupráce a regulace hydrodynamických čerpadel.
11.Hydraulické stroje – turbíny, základní rozdělení, výkon, měrná energie, kavitace.
12.Hydrodynamický účinek kapaliny na desku, výpočet Peltonovy turbíny.
12.Experiment, měření hydraulických veličin, tlak, rychlost, viskozita.
13.Teorie podobnosti, podobnostní čísla, PI teorém, měření na modelech.
Cvičení
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Cvičení:
Výpočtová cvičení v návaznosti na předchozí přednášky
Cvičení s počítačovou podporou:
Příprava, absolvování a vyhodnocení laboratorních experimentů
Výpočtová cvičení v návaznosti na předchozí přednášky
Cvičení s počítačovou podporou:
Příprava, absolvování a vyhodnocení laboratorních experimentů