Fluidní inženýrství (FSI-LFI)

Rozšířit znalosti získané ze základního kurzu Hydromechaniky. Naučit se pracovat s různým zápisem diferenciálních rovnic popisujících proudění tekutin a jejich použití při řešení vhodně zvolených úloh. Propojení matematického popisu s fyzikální podstatou dějů spojených s prouděním tekutin. Získání teoretického základu k výpočtovému modelování proudění.

Základy Hydrostatiky, Hydrodynamiky, Termomechaniky,  řešení parciálních diferenciálních rovnic, vektorový a maticový počet, integrace

Záměrem předmětu Fluidní inženýrství je informovat o využívání vlastností tekutin a jejich proudění v různých technologiích průmyslu.
Východiskem jsou základní diferenciální pohybové rovnice a na základě jejich analýzy se vysvětlují různé principy hydraulických a pneumatických prvků, strojů a mechanismů.

Zápočet - účast na cvičení a řešení zadaných úloh, písemné testy.
Zkouška - písemná (bez získaného zápočtu nelze absolvovat zkoušku).
Hodnocení dle stupnice ECTS.

Semináře, písemné úlohy na cvičeních

1. Přehledové opakování fyzikálních zákonů týkajících se mechaniky tekutin, přehled praktických aplikací, matematický úvod

2. Popis kontinua, pohyb kontinua. Eulerovo a Lagrangeovo pojetí kontinua. Parametrické zadání křivky/plochy.

3. Bezierova křivka/plocha. Zákon o zachování hmotnosti. Rychlost zvuku.

4. Síla, působící na pevnou plochu a tuhou částici obtékanou tekutinou. Přímá/nepřímá metoda učení síly.

5. Interakce tělesa a kapaliny příklady

6. Kavitace.

7. Bernoulliho rovnice. Přídavné účinky na těleso od kapaliny

8. Princip diskového/odstředivého čerpadla. Princip kluzného ložiska. Hydraulický ráz.

9. Podobnostní čísla. Pí teorém.

10. Šíření tlakové a průtokové vlny.

11. Vlastní kmity.

12. Vynucené kmity.

13. Přednáška externisty. Opakování.

1. Maticový/vektorový počet. Einsteinova sumační symbolika.

2. Einsteinova sumační symbolika - převody z/do vektorového zápisu.

3. Parametrické zadání křivky/plochy. Bezierova křivka/plocha.

4. Síla, působící na pevnou plochu - nehybný koreček Peltonovy turbíny. Archimedův zákon pro částečně ponořené těleso.

5. Síla, působící na pohyblivou plochu - pohyblivý koreček Peltonovy turbíny. Síla působící na rotující kanál oběžného kola.

6. Písemný test.

7.Segnerovo kolo - síla působící na rotující kanál, výpočet výtokové rychlosti. Přídavná hmotnost čepu v pouzdře.

8. Ejektor. U-trubice, pohyb kapaliny, silové účinky na stěnu trubice.

9. Odvození podobnostních čísel z definice síly. Závislost průtoku, momentu a výkonu na otáčkách, změna ch-ky čerpadla.

10. Stanovení průtoku z rázu, model plynového akumulátoru.

11. Vlastní čísla, vlastní čísla matice. Kmitání vyrovnávací komory

12. Pulzace vynucené čerpadlem v závěrném bodě. Stabilní/nestabilní charakteristika čerpadla.

13. Kmitání tepelné vlny. Opravný písemný test.