Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Mechanika płynów
Tok studiów:
2017/2018
Kod:
OM-2-110-OD-s
Wydział:
Odlewnictwa
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Odlewnictwo
Kierunek:
Inżynieria Procesów Odlewniczych
Semestr:
1
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
dr inż. Piwowarski Grzegorz (piwgrz@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Bobrowski Artur (arturb@agh.edu.pl)
dr inż. Piwowarski Grzegorz (piwgrz@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Moduł obejmuje mechanikę płynów począwszy od podstawowych definicji, poprzez omówienie statyki, kinematyki oraz dynamiki płynów ze szczególnym uwzględnieniem ruchu ciekłego metalu w układzie wlewowym.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Zna podstawowe równania opisujące procesy wymiany ciepła na drodze przewodzenia i konwekcji. M2A_W13, M2A_W24 Kolokwium
M_W002 Zna zasady teorii podobieństwa. Rozumie zagadnienia wymiany ciepła przy przepływie płynów w kanałach zamkniętych. M2A_W13, M2A_W24 Kolokwium
Umiejętności
M_U001 Rozumie zagadnienia statyki, kinematyki i dynamiki dla płynu doskonałego i rzeczywistego. Potrafi wyznaczać lokalne i liniowe straty energii. M2A_U07, M2A_U06 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Zna i potrafi wykorzystać metody pomiaru ciśnienia, prędkości i natężenia przepływu płynu. M2A_U07, M2A_U06 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Potrafi zastosować uogólnione równanie Bernoulliego do analizy konstrukcji układów wlewowych. M2A_U07, M2A_U06 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Zna podstawowe równania opisujące procesy wymiany ciepła na drodze przewodzenia i konwekcji. + - - - - - - - - - -
M_W002 Zna zasady teorii podobieństwa. Rozumie zagadnienia wymiany ciepła przy przepływie płynów w kanałach zamkniętych. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Rozumie zagadnienia statyki, kinematyki i dynamiki dla płynu doskonałego i rzeczywistego. Potrafi wyznaczać lokalne i liniowe straty energii. - - + - - - - - - - -
M_U002 Zna i potrafi wykorzystać metody pomiaru ciśnienia, prędkości i natężenia przepływu płynu. - - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi zastosować uogólnione równanie Bernoulliego do analizy konstrukcji układów wlewowych. - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

Powtórzenie zagadnień wymiany ciepła i masy: procesy przewodzenia, unoszenia i promieniowania ciepła. Klasyfikacja oraz fizyczne właściwości płynów. Statyka i kinematyka płynów. Dynamika cieczy rzeczywistych. Zastosowanie uogólnionego równania Bernoulliego. Bilanse masy, pędu i energii. Czas wypływu cieczy ze zbiorników. Wirowanie hydrostatyczne cieczy. Wymiana ciepła przy przepływie płynów w kanałach zamkniętych. Teoria podobieństwa i analiza wymiarowa, obliczanie współczynników wymiany ciepła. Metody pomiaru ciśnienia, prędkości i natężenia przepływu płynu. Straty ciśnienia w przewodach.

Ćwiczenia laboratoryjne:
  1. Przepływ laminarny płynu lepkiego w przewodzie o przekroju kołowym. Zastosowanie prawa Hagena – Poiseuille'a

    Badanie przepływu płynu lepkiego przez przewód o przekroju kołowym pod wpływem siły grawitacji. Osiągane prędkości przepływu klasyfikują taki przepływ jako laminarny. W trakcie przepływu określane jest natężenie przepływu oraz rozkład hydrostatyczny ciśnienia w rurociągu.

  2. Równowaga względna cieczy w naczyniu wirującym

    Wyznaczanie prędkości wirowania na podstawie charakterystycznych parametrów zbieranych podczas pomiaru. Badania obejmują pomiar określonych punktów na paraboli powstałej na skutek przecięcia powierzchni swobodnej cieczy znajdującej się w naczyniu wirującym dla kilku różnych prędkości wirowania. Ćwiczenie obejmuje również zachowanie się cieczy pod wpływem siły odśrodkowej.

  3. Opory ruchu ciał poruszających się w płynie

    Ćwiczenie laboratoryjne obejmuje pomiary czasów opadania cząstek poruszających się w płynie. Określane są parametry zastępcze badanych cząstek oraz mierzone czasy opadania. Zebrane dane służą do wyznaczenie prędkości opadania cząstki, liczby charakterystycznej Reynoldsa oraz oporów ruchu. Obserwacji podlega również zachowanie się rzeczywistej cząstki opadającej w płynie pod wpływem działanie wyłącznie siły grawitacji.

  4. Analiza procesu wymiany ciepła przy przepływie płynu w kanale cylindrycznym

    Badaniu podlega zachowanie się cieczy o temperaturze T1 przepływającej w rurociągu, który znajduje się w naczyniu z cieczą o temperaturze T2. Pomiary obejmują określenie natężenia przepływu, oraz temperatury cieczy na początku rurociągu oraz na jego końcu, to znaczy po przejściu przez odcinek przewodu znajdującego się w ośrodku o innej temperaturze. Zebrane dane pomiarowe służą do scharakteryzowaniu procesu wymiany ciepła przy przepływie cieczy w kanale cylindrycznym.

  5. Badanie strat i oporów lokalnych przy zmiennym kierunku przepływu płynu rzeczywistego dla dwu odmiennych układów

    Badana ciecz wypływa ze zbiornika z określonego poziomu pod wpływem działania siły grawitacji. Badania obejmują pomiary natężenia przepływu dla kanałów, które charakteryzują się zmianą kierunku przepływu. Zależnie od badanego rodzaju kanału występują większe lub mniejsze straty lokalne.

  6. Zapełnianie wnęki formy – opory przepływu w układzie wlewowym

    Ćwiczenie obejmuje zapoznanie z budową i rodzajami układów wlewowych stosowanych w odlewnictwie. Zlokalizowanie obszarów układu wlewowego, gdzie występują opory przepływu. Próbę scharakteryzowania występujących oporów przepływu. Badania skupiają się na pomiarze natężenie przepływu oraz obliczaniu charakterystycznych parametrów, które prowadzą do określenia oporów przepływu w układzie wlewowym.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 52 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w wykładach 15 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 14 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 8 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Wynik kolokwium zaliczeniowego z uwzględnieniem ocen zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Obecność na ćwiczeniach laboratoryjnych oraz wiedza teoretyczna dotycząca aktualnie wykonywanego ćwiczenia laboratoryjnego.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Z. Orzechowski, J. Prywer, Mechanika płynów w inżynierii środowiska. WNT, W-wa 1997.
2. H. Walden, J. Stasiak: Mechanika cieczy i gazów w inżynierii sanitarnej. Arkady, W-wa 1971.
3. R. A. Duckworth: Mechanika płynów. WNT. W-wa 1983.
4. B. Staniszewski, Termodynamika. PWN, Warszawa 1986.
5. E. Burka, T. Nałęcz : Mechanika płynów w przykładach. Teoria – zadania – rozwiązania. PWN . W-wa 1999 , str. 397).
6. R. Gryboś: Zbiór zadań z technicznej mechaniki płynów. PWN SA. W-wa 2002.
7. Konspekt do ćwiczeń laboratoryjnych, www.ptpo.agh.edu.pl

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

www.bg.agh.edu.pl

Processing of molten high-aluminium zinc-based cast alloys / W. K. KRAJEWSKI, A. L. Greer, P. K. KRAJEWSKI, G. PIWOWARSKI // W: FEMS EUROMAT 2015 [Dokument elektroniczny] : European congress and exhibition on Advanced materials and processes : Warsaw, 20–24 September 2015

Informacje dodatkowe:

Brak