Detail předmětu

Fluidní inženýrství

FSI-LFIAk. rok: 2024/2025

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

Garant předmětu

doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

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.

 

Základní literatura

Bird, R.: Přenosové jevy, , 0 (CS)
Brdička, M. a kol.: Mechanika kontinua, , 0 (CS)
Pivoňka, J. : Tekutinové mechanismy, , 0 (CS)

Doporučená literatura

Šob, F.: Hydromechanika, , 0
Tomáš, F.: Čerpadla I, , 0

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-ETI-P magisterský navazující

    specializace TEP , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    specializace ENI , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    specializace FLI , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CZS , 1 ročník, zimní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D.

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

Ing. Bc. Daniel Himr, Ph.D.

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.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz