Detail předmětu

Hydromechanika

FSI-5HY-AAk. rok: 2024/2025

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

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

Vstupní znalosti

Obecné znalosti matematiky a fyziky na úrovni absolvovaných kurzů na FSI. Základní znalosti diferenciálního a integrálního počtu.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínky pro udělení zápočtu : prezence ve cvičeních. Získání klasifikačního stupně E a vyššího 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.


Semináře a písemné práce na cvičeních.
Účast na laboratorních cvičeních.

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.

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, obtékání těles a exper.metodách.Student se naučí řešit úlohy v hydromechnice a vytvářet modely ke studiu vybraných technických problémů.

Základní literatura

1) Šob, Fr. Hydromechanika. Brno, CERN 2001
2) Fleischner, P., Hydromechanika. Brno, VUT 1981

Doporučená literatura

Janalík, J., Šťáva, P.,Mechanika tekutin. Ostrava, VŠB 2000

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-STI-Z bakalářský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D.

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

doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D.

Osnova

Výpočtová cvičení v návaznosti na předchozí přednášky

Cvičení s počítačovou podporou

8 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D.

Osnova

Příprava, absolvování a vyhodnocení laboratorních experimentů