Mechanika
tekutín - 2. ročník
|
Číslo
predmetu
|
2-4720
|
Semester
|
Druhý
|
Rozsah
|
2-200 s
|
Kreditov
|
5
|
Študijná literatúra
|
Číslo
|
Autor
|
Názov
|
1
|
Gančo M.
|
Mechanika tekutín, ALFA 1990
|
2
|
Varchola M.
|
Mechanika tekutín -
príklady, ES STU 1993
|
|
|
|
Týždeň:
1
|
Prednáška
|
Predmet mechaniky, pojem tlaku,
základné vlastnosti tekutín, pojem kontinua,
ideálna tekutina.
Molekulárna štruktúra tekutín, stavové
vlastnosti plynov a kvapalín, Pascalov zákon.
Stlačiteľnosť, rozťažnosť, povrchové napätie, viskozita,
kavitácia.
|
Cvičenie
|
Základné vlastnosti
tekutín (stlačiteľnosť, rozťažnosť, povrchové
napätie). Tlak a jeho vlastnosti.
|
Týždeň:
2
|
Prednáška
|
Hydrostatika: Eulerove rovnice
hydrostatiky, aplikácia pre barotropnú tekutinu
(kvapalinu a plyn). Relatívny pokoj kvapaliny.
Objemové a povrchové sily v ideálnej tekutine,
vektorový tvar Eulerových rovníc.
Zrýchlený pohyb vodorovný a zvislý.
Rotácia nádoby.
|
Cvičenie
|
Hydrostatika: Relatívny pokoj
kvapaliny (zvislý, vodorovný pohyb, rotácia
nádoby).
|
Týždeň:
3
|
Prednáška
|
Tlakové sily na plochy.
Tlaková sila na rovinnú a všeobecnú plochu.
|
Cvičenie
|
Tlakové sily na rovinné
plochy.
|
Týždeň:
4
|
Prednáška
|
Kinematika tekutín:
metódy sledovania pohybu, prúdnica, prúdová
trubica. Hydrodynamika prúdovej trubice: Rovnica
kontinuity. Bilancia hybnosti a energie v ideálnej
tekutine. Bernoulliho rovnica. Aplikácie.
Vektorové pole rýchlosti, zrýchlenia, rovnica
prúdnice. Rovnica kontinuity, prietok a priemerná
rýchlosť. Pohybová rovnica, energetická
rovnica, Bernoulliho rovnica. Aplikácie B.r.: Venturiho trubica,
clona, dýza, obtekanie krídla (Bernoulliho
princíp).
|
Cvičenie
|
Tlakové sily na všeobecné
plochy.
|
Týždeň:
5
|
Prednáška
|
Prúdenie viskóznej
tekutiny: Reynoldsovo číslo. Bernoulliho rovnica pre
viskóznu tekutinu. Laminárne a turbulentné
prúdenie v kruhovom potrubí. Opravný
súčiniteľ kinetickej energie a hybnosti.
Reynoldsov pokus - laminárne a turbulentné
prúdenie. Rýchlostný profil v kruhovom
potrubí pri laminárnom a turbulentnom
prúdení. Opravný súčiniteľ kinetickej
energie a hybnosti.
|
Cvičenie
|
Dynamika ideálnej tekutiny.
Prúdenie ideálnej tekutiny v prúdovej trubici.
Bernoulliho rovnica. Venturiho trubica, Pitotova trubica, Prandtlova
trubica.
|
Týždeň:
6
|
Prednáška
|
Odpory pri prúdení –
disipácia energie. Trecie - dĺžkové straty. Darcy -
Weissbachov vzťah. Súčiniteľ dĺžkových strát.
Nikuradzeho a Colebrookov diagram. Miestne straty. Miestne straty
v armatúrach.
Jednoduchý potrubný systém. Charakteristika
potrubia.
|
Cvičenie
|
Reynoldsovo číslo.
Laminárne turbulentné prúdenie v potrubí.
Opravný súčiniteľ kinetickej energie. Bernoulliho rovnica
pre viskóznu tekutinu.
|
Týždeň:
7
|
Prednáška
|
Zložený potrubný
systém. Sériové a paralelné spojenie
potrubí. Systém so zdrojom. Vytekanie kvapalín z
otvorov a nátrubkov. Prietok cez prepad.
Obecné riešenie zloženého potrubného
systému. Ekvivalentná dĺžka, modul prietoku.
Grafické riešenie zloženého systému. Výtok
malým otvorom. Súčiniteľ prietoku. Nátrubky.
Výtok veľkým otvorom, prietok cez obdĺžnikový a
trojuholníkový prepad.
|
Cvičenie
|
Dĺžkové a miestne straty.
Prúdenie v jednoduchom potrubnom systéme.
|
Týždeň:
8
|
Prednáška
|
Hybnosť prúdiacej tekutiny.
Silový účinok tekutiny na pevné telesá.
Vnútorný problém (Segnerovo koleso - turbostroje).
Vonkajší problém (Peltonova turbína).
Silový účinok na pretekané zariadenia. Eulerova
turbínová veta. Silový účinok
voľného prúdu. Aplikácia na odporové
snímače. Reaktívny účinok.
|
Cvičenie
|
Zložený potrubný
systém. Vytekanie kvapalín z otvorov a nátrubkov.
|
Týždeň:
9
|
Prednáška
|
Neustálené
prúdenie (so zanedbaním zotrvačných síl,
bez zanedbania zotrvačných síl - hydraulický
ráz).
Vyrovnávanie hladín v spojených
nádobách. Vyprázdňovanie a naplňovanie
nádob. Nestacionárne prúdenie s účinkom
zotrvačných síl. Priamy a nepriamy ráz.
Žukovského vzťah. Príklad s piestovým čerpadlom.
|
Cvičenie
|
Silový účinok tekutiny na
pevné telesa (vnútorný a vonkajší
problém).
|
Týždeň:
10
|
Prednáška
|
Kinematika tekutín II:
translačný, rotačný, deformačný pohyb,
vírová trubica, cirkulácia rýchlosti,
Stokesova veta. Všeobecná rovnováha síl v
ideálnej a viskóznej tekutine (Eulerove a
Navier-Stokesove rovnice).
|
Cvičenie
|
Laboratórne cvičenie A:
Meranie miestnej rýchlosti Pitotovou trubicou.
Laboratórne cvičenie B:
Demonštrácia kavitácie. Exkurzia v laboratóriu KHS.
|
Týždeň:
11
|
Prednáška
|
Laminárne prúdenie v
úzkych medzerách. Rýchlosť zvuku. Základy
teórie mastenia. Laminárne prúdenie po šikmej
stene.
|
Cvičenie
|
Neustálené
prúdenie (so zanedbaním zotrvačných síl -
vyprázdňovanie nádob, bez zanedbania zotrvačných
síl - hydraulický ráz).
|
Týždeň:
12
|
Prednáška
|
Turbulentné prúdenie
tekutín. Prandtlova hypotéza, medzná vrstva,
rýchlostný profil. Potenciálne a
vírivé prúdenie. Obtekanie telies. Odpor tlaku,
odpor trenia, aerodynamický profil.
|
Cvičenie
|
Laboratórne cvičenie A:
Meranie odporov
Laboratórne cvičenie B:
Silový účinok prúdu
|
Týždeň:
13
|
Prednáška
|
Podobnosť javov v mechanike
tekutín a jej význam pre prax, aplikácie.
|
Cvičenie
|
Laminárne prúdenie v
úzkych medzerách. Laminárne prúdenie
po šikmej stene.
Potenciálne a vírivé prúdenie.
Vztlak a odpor.
Zápočet.
|
|
