Mechanika płynów (laboratorium) - 2019/2020

Opis zajęć
Informacje ogólne
Prowadzący:dr hab. Volodymyr Cherniuk prof. KUL
Organizator:Wydział Nauk Inżynieryjno-Technicznych w Stalowej Woli - Instytut Inżynierii Środowiska
Liczba godzin tydzień/semestr: 2/30
Język wykładowy:Język polski
Cele przedmiotu
C1 - Edukacja studentów w zakresie podstaw mechaniki płynów na poziomie akademickim.
C2 - Nabycie przez studentów umiejętności zdobywania wiedzy z zakresu podstawowych pojęć mechaniki płynów, modeli obliczeniowych, zasad formułowania i rozwiązywania równań ruchu oraz wykorzystania tak zdobytej wiedzy w praktycznych sytuacjach.
C3 - Rozbudzenie u studentów zainteresowania mechaniką płynów jako bazą dla innych nauk przyrodniczych w tym inżynierii środowiska.
Wymagania wstępne
W1 - Znajomość zagadnień z zakresu podstaw fizyki i matematyki na poziomie szkoły średniej.
W2 - Elementarna znajomość rachunku wektorowego i różniczkowo-całkowego.
Efekty kształcenia dla przedmiotu
WIEDZA
1. Student ma wiedzę w zakresie mechaniki płynów przydatną do formułowania i rozwiązywania prostych zadań z zakresu inżynierii. (K_W07)
UMIEJĘTNOŚCI
1.Student potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty fizyczne, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski. (K_U01)
2. Student potrafi wykorzystać do rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne i eksperymentalne. (K_U02)
3. Student ma umiejętność samokształcenia się, w celu podnoszenia kompetencji zawodowych. (K_U13)
KOMPETENCJE SPOŁECZNE (POSTAWY)
1. Student rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie; potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób. (T1A_K01)
2. Student zna pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynierskiej, w tym jej wpływu na środowisko, lokalną społeczność i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje. (T1A_K02)
3. Student potrafi współdziałać w grupie, przyjmując w niej różne role od lidera do wykonawcy. (T1A_K03)
Metody dydaktyczne
Zajęcia są prowadzone w laboratorium dla kilkuosobowych grup z uwzględnieniem środków dydaktycznych takich jak ćwiczenia laboratoryjne, wykonywanie i projektowanie doświadczeń, obserwacja itp. z elementami ćwiczeń rachunkowych. Podczas zajęć uczestnicy korzystają z zestawów doświadczalnych oraz specjalistycznej aparatury badawczej, m. in. mierniki wielkości elektrycznych, generator funkcyjny, oscyloskop, zasilacz stabilizowany, wiskozymetr Brookfielda, wiskozymetr Hooplera, polarymetr, spektrofotometr UV-Vis itp.
Treści programowe przedmiotu
01. Podstawowe własności fizyczne cieczy i gazów jako głównych składników środowiska rozciągłego w tym ich płynność, ciągłość i lepkość oraz ilościowe parametry, np. ciśnienie, temperatura, reprezentujące ich stan.
02. Lepkość płynu jako własność normująca jego ruch: kinematyczny i dynamiczny współczynnik lepkości.
03. Podstawowe pojęcia kinetyki płynów, metoda Lagrange’a i Eulera badania ruchu płynu.
04. Hydrostatyka: ciśnienie i napór hydrostatyczny, równania równowagi płynu, pływanie ciał (prawo Pascala i Archimedesa).
05. Podstawowe elementy dynamiki płynów w tym różniczkowe i całkowe równania ciągłości przepływu.
06. Przepływ laminarny i burzliwy płynu.
07. Równanie Bernoulli’ego dla płynu doskonałego i rzeczywistego, wypływ cieczy ze zbiorników.
08. Opory ruchu, obliczanie przepływów w przewodach pod ciśnieniem.
09. Reakcja strumienia cieczy, uderzenie hydrauliczne.
10. Wypływ cieczy przez otwory, przystawki i przelewy.
11. Ruch cieczy w korytach i kanałach otwartych.
12. Ruch wód gruntowych.
13. Studnie: zwykła i artezyjska, współpraca zespołu studni.
14. Dynamika gazów, równanie Bernoulli’ego, przepływ przez otwory i dysze.
15. Elementy dynamiki atmosfery.
Zajęcia laboratoryjne realizowane są w oparciu o przygotowane skrypty tematycznie odpowiadające ww. treściom programowym.
Kryteria oceny i sposoby weryfikacji zakładanych efektów kształcenia
Ocena dostateczna
(W) Student zna wybrane pojęcia, prawa i zasady z zakresu mechaniki płynów.
(U) Student potrafi dobrać i zastosować odpowiednie prawa do analizy i teoretycznego opisu szczególnych zjawisk mechanicznych w płynie.
(K) Student podejmuje próby współpracy w grupie, czynnie uczestniczy w zajęciach, wykazuje pozytywny stosunek do przedmiotu.
Ocena dobra
(W) Student wykazuje się bardzo dobrą znajomością pojęć z zakresu mechaniki płynów, zna narzędzia i techniki badawcze
(U) Student w dużym stopniu potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty fizyczne, interpretować uzyskane wyniki i stosując metody eksperymentalne rozwiązywać zadania inżynierskie.
(K) Student potrafi współpracować w grupie, organizować własny warsztat pracy; rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie; w dużym stopniu inspiruje i organizuje proces uczenia się innych osób.
Ocena bardzo dobra
(W) Student ma bardzo dobrze opanowaną wiedzę teoretyczną i praktyczną w zakresie mechaniki płynów przydatną do formułowania i rozwiązywania prostych zadań z zakresu inżynierii
(U) Student wykorzystuje do rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne i eksperymentalne; planuje, przeprowadza eksperymenty fizyczne, interpretuje uzyskane wyniki i wyciąga z nich wnioski.
(K) Student zna pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynierskiej, bardzo dobrze współpracuje w zespole inspirując i organizując proces uczenia się innych osób.
Literatura podstawowa i uzupełniająca
[1] R. Resnick, D. Halliday „FIZYKA dla studentów nauk przyrodniczych i technicznych” , t. 1 i 2, PWN W-wa (1980)
[2] M. Mitosek, „Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej (2007).
[3] Z. Orzechowski, J, Prywer, R. Zarzycki, „Mechanika płynów w inżynierii środowiska”, WN-T, Warszawa 2007
[4] K. Bonetyński, „Laboratorium z Mechaniki cieczy i gazów”, Lublin 1987
[5] D. Kowalski, Laboratorium: Hydraulika stosowana dostępne na
http://www.wis.pol.lublin.pl/pliki/hydraulika/kowalski.pdf
[6] M. Matlak, M. Mitosek, „Ćwiczenia laboratoryjne z mechaniki płynów”, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, W-wa (1993).
Kierunek studiów: Inżynieria środowiska (stacjonarne I stopnia)
Lokalizacja w planach rocznych:
Etap:Rok II - Semestr 3
Punkty ECTS: 0
Forma zaliczenia: Zal. na ocenę