Fluidní inženýrství (FSI-LFI)

Akademický rok 2023/2024
Garant: doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:

Rozšířit znalosti získané v základním kurzu Hydromechaniky. Naučit se pracovat s různým zápisem základních rovnic popisujících proudění tekutin a použít je při řešení vhodně zvolených cvičných úloh. Prohloubit znalosti z propojení matematického popisu fyzikálních dějů spojených s prouděním tekutin.
Výstupy studia a kompetence:
Znalost aplikované hydrodynamiky a na jejím základě odvozování principů základních hydraulických prvků a mechanismů.
Prerekvizity:

Základy Hydrodynamiky, Termomechaniky, Dynamiky těles, řešení diferenciálních rovnic
Obsah předmětu (anotace):
Záměrem předmětu Fluidní inženýrství je informovat o využívání vlastností tekutin a jejich tečení v různých technologiích průmyslu a zemědělství.
Východiskem jsou základní rovnice hydrodynamiky a na základě jejich analýzy se vysvětlují různé principy hydraulických a pneumatických prvků, strojů a mechanismů.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:

Zápočet - účast na cvičení a řešení zadaných úloh, písemné testy.
Zkouška - písemná (bez získaného zápočtu nelze absolvovat zkoušku).
Hodnocení dle stupnice ECTS.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Semináře, písemné úlohy na cvičeních
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 3 hod. nepovinná                  
    Cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Pojem makroskopické částice. Pohybová rovnice makroskopické částice.
2. Zákon o zachování hmotnosti. Eulerovo a Lagrangeovo pojetí kontinua.
3. Bernoulliova rovnice, disipační funkce.
4. Princip diskového čerpadla.
5. Kavitace, užitečná práce viskózních sil.
6. Bernoulliova rovnice v rotujícím prostoru.
7. Princip odstředivého čerpadla.
8. Síla, působící na pevnou plochu a tuhou částici obtékanou tekutinou.
9. Aplikace na trysky.
10. Princip Peltonovy turbiny.
11. Stlačitelnost kapaliny, aplikace zákona o zachování hmotnosti na principu ejektoru a mamutového čerpadla.
12. Vlnová rovnice, vodní ráz a jejich aplikace.
13. Šíření zvukových vln v tekutinách.
    Cvičení Aplikace Bernoulliovy rovnice na řešení potrubních sítí. Aplikace Bernoulliovy rovnice na proudění v trysce - pulsní trysky. Diskové čerpadlo - základní vlastnosti. Odstředivé čerpadlo - základní vlastnosti.Vodní ejektor - návrh. Bezierovy křivky a plochy. Mamutové čerpadlo - konstrukce, aplikace zákona o zachování hmotnosti stlačitelné kapaliny. Plynový akumulátor a jeho charakteristika. Využití vodního rázu - vodní trkač.
Literatura - základní:
1. Brdička, M. a kol.: Mechanika kontinua, , 0
2. Bird, R.: Přenosové jevy, , 0
3. Pivoňka, J. : Tekutinové mechanismy, , 0
Literatura - doporučená:
1. Šob, F.: Hydromechanika, , 0
2. Tomáš, F.: Čerpadla I, , 0
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-ETI-P prezenční studium TEP Technika prostředí -- zá,zk 6 Povinný 2 1 Z
N-ETI-P prezenční studium ENI Energetické inženýrství -- zá,zk 6 Povinný 2 1 Z
N-ETI-P prezenční studium FLI Fluidní inženýrství -- zá,zk 6 Povinný 2 1 Z