Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2023/2024

Aplikovaná mechanika tekutin

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 338-0538/01
Zkratka AMT-FBI
Název předmětu česky Aplikovaná mechanika tekutin
Název předmětu anglicky Applied Fluid Mechanics
Kreditů 5
Garantující katedra Katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení
Garant předmětu Ing. Jana Jablonská, Ph.D.

Osnova předmětu

OSNOVA PŘEDMĚTU

1. Fyzikální vlastnosti kapalin a jejich měření (hustota, viskozita kapalin), závislost na teplotě a tlaku
2. Statické charakteristiky hydraulických systémů, jednoduché potrubí, odpor proti pohybu, třecí odpor, místní odpor, tlakový spád a statická charakteristika potrubí, prezentace měření, která budou prováděná ve cvičení
3. Simulace tlakového spádu a statických charakteristik v programu SimHydraulics, prvky v SimHydraulics, výpočet tlakového spádu, výpočet statické charakteristiky
4. Výpočet statické charakteristiky rozvětvené nebo okruhované sítě
5. Simulace dynamických charakteristik v programu SimHydraulics, neustálené proudění, odpor proti pohybu, odpor proti zrychlení, odpor proti deformaci a hydraulická kapacita, značení hydraulických odporů
6. Řešení hydraulického rázu, T – článek, dělené potrubí (Segmented popelíne), rozváděč, řízení rozváděče, numerické řešení – SimHydraulics, rychlost zvuku v potrubí
7. Řídicí prvky
8. Řešení dynamiky složitého hydraulického obvodu užitím SimHydraulics
9. Řešení obvodu s čerpadly, odstředivé čerpadlo v SimHydraulics, 1D a 2D charakteristika
10. Obvody s čerpadly, obvod - tlakový spád, statická charakteristika, hydraulický ráz
11. Řazení čerpadel sériové, paralelní, obvod
12. Hybnost vodního paprsku, silové účinky proudící tekutiny na plochy a tělesa, věta o změně hybnosti, aplikace věty o změně hybnosti, prezentace experimentu
13. Silové účinky proudící tekutiny na obecné plochy a tělesa, matematický model proudění tekutin, přenos hmoty, hybnosti, okrajové podmínky, podmínky vstupu a výstupu, prvky sítě, metody matematického modelování turbulentního proudění
14. Tlakové síly na desce způsobené proudem kapaliny z trysky - příklady

Osnova cvičení
1. Bernoulliho rovnice pro ideální a skutečnou kapalinu, výpočet ztrát, Re čísla, součinitele tření.
2. Měření fyzikálních vlastností – program, statické charakteristiky jednoho potrubí na vodní trati, měření sériově a paralelně řazených potrubí – program.
3. Vyhodnocení měření fyzikálních vlastností kapaliny v Excelu, vyhodnocení statické charakteristiky potrubí a řazení potrubí v Excelu, úvod do Matlabu.
4. Výpočet tlakového spádu na 1 potrubí v programu Matlab, vytvoření subsystému, zadávání proměnlivého signálu.
5. Výpočet statické charakteristiky pro 1 potrubí (modelování naměřených dat), možnosti zobrazení výsledků v Matlabu, převod dat do excelu.
6. Modelování sériově a paralelně řazených potrubí v Matlabu a porovnání s Excelem.
7. Měření hydraulického rázu – program, charakteristiky čerpadla a řazení čerpadel – program.
8. Vyhodnocení dat z měření – vyhodnocení hydraulického rázu – určení modulu pružnosti z měření, modelování ustáleného stavu pro hydraulický ráz v programu Matlab.
9. Modelování hydraulického rázu v programu Matlab pro teoretické a naměřené hodnoty - modelování hydraulického rázu pro neustálené stavu, zjištění vlivu ekvivalentní délky, součinitele výtoku ventilu a množství vzduchu na hydraulický ráz.
10. Výpočet čerpadel – sací výška čerpadla, příkon, výkon, měrná energie čerpadla, pracovní bod systému. Vyhodnocení měření charakteristik čerpadel, sériové a paralelní řazení čerpadel v Excelu.
11. Modelování charakteristiky jednoho čerpadla v Matlabu - modelování odstředivého čerpadla v Matlabu a jeho možnosti zadávání – 1D charakteristika, určení základních parametrů při ustáleném stavu pro charakteristiku čerpadla.
12. Zadávání 1D charakteristiky čerpadel v Matlabu. Při ustáleném stavu určení konstant – výtokový součinitel ventilu, ekvivalentní délka potrubí. Zadávání 2D a 3D charakteristiky čerpadel v Matlabu. Zadávání čerpadla dle katalogu, afinní vztahy pro základní parametry čerpadla.
13. Modelování sériově a paralelně řazení čerpadel v Matlabu.
14. Porovnání modelovaného řazení čerpadel s výpočtem v Excelu.

Povinná literatura

KOZUBKOVÁ, Milada a kol. Mechanika tekutin, návody pro laboratorní cvičení. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2007. 113 s. (Elektronická publikace na CD ROM).
BOJKO, M., KOZUBKOVÁ, M., RAUTOVÁ, J. Základy hydromechaniky a zásobování hasivy, Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství Ostrava, 2007, 182 s., ISBN 80-86634-53-1.
KOZUBKOVÁ, M. Dynamika 2007, el. skripta, VŠB-TU Ostrava, 2007, 109 s.
MILLER, D.S. Internal Flow Systems. BHRA (Information Servis). 1990. ISBN 0-947711-77-5 .

Doporučená literatura

DRÁBKOVÁ, Sylva a kol. Mechanika tekutin. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2007. 248 s. (Elearningová učebnice).
DRÁBKOVÁ, S., KOZUBKOVÁ, M. Cvičení z mechaniky tekutin. Skripta. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, FS, 2002, 141 str.
MATLAB User's Guide. The Mathworks, Inc., USA, www.mathworks.com