Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska - Inżynieria środowiska (S1)
Sylabus przedmiotu Mechanika płynów-1:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria środowiska | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Mechanika płynów-1 | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Ogrzewnictwa, Wentylacji i Ciepłownictwa | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Robert Mańko <Robert.Manko@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Robert Mańko <Robert.Manko@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Opanowane wiadomości z zaliczonych przedmiotów matematyka, fizyka i hydrologia z 1-ego roku studiów |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zrozumienie zjawisk z zakresu statyki i dynamiki płynów. |
| C-2 | Znajomość podstawowych praw zachowania mechaniki płynów i równań je opisujących. |
| C-3 | Umiejętność obliczania zagadnień statyki, kinematyki i dynamiki płynów. |
| C-4 | Podstawowa znajomość zagadnień przepływu płynów w przewodach pod ciśnieniem |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Zadania z zakresu własności fizycznych płynów | 1 |
| T-A-2 | Zadania z zakresu statyki płynów (równowaga ciśnień, ruch obrotowy, parcie, moment bezwładności, pływanie ciał) | 3 |
| T-A-3 | Kinematyka i podstawy dynamiki płynów (potencjał, linie prądu, równanie ciągłości, równania Eulera, równ. Bernoulliego dla połynów doskonałych) | 3 |
| T-A-4 | Zadania na reakcje hydrodynamiczne | 2 |
| T-A-5 | Przepływy płynów rzeczywistych - straty liniowe i mejscowe, przepływy pod ciśnieniem, praca pomp | 3 |
| T-A-6 | Ruch nieustalony w przewodach, uderzenie hydrauliczne | 3 |
| 15 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Ćw. 1: Wyznaczanie współczynnika filtracji przy przepływie przez wał | 4 |
| T-L-2 | Ćw. 2: Wyznaczanie maksymalnej i minimalnej wysokości zwierciadła wody w komorze wyrównawczej | 4 |
| T-L-3 | Wyznaczanie rzędnych linii ciśnień i linii energii w przewodach kołowych pod ciśnieniem | 4 |
| T-L-4 | Wyznaczanie liczby granicznej Reynoldsa | 3 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | fizyczne płynów. Statyka płynów. Parcie cieczy na powierzchnie płaskie i zakrzywione | 3 |
| T-W-2 | Podstawowe pojęcia kinematyki płynów | 2 |
| T-W-3 | Dynamika – równanie ciągłości, zasady zachowania pędu i energii, równania Eulera, całka Bernoulliego. Przepływ potencjalny i opływy ciał | 4 |
| T-W-4 | Równanie Bernoulliego dla płynów doskonałych. Zastosowania równ. Bernoulliego (wydatki otworów i przelewów, rurka Pitota, Prandtla i zwężka Venturi, parcie hydrodynamiczne). | 3 |
| T-W-5 | Wypływy płynu przez otwory. Reakcje hydrodynamiczne. | 3 |
| T-W-6 | Przepływy rzeczywiste – równania Naviera-Stokesa i doświadczenie Reynoldsa. | 3 |
| T-W-7 | Równanie Bernoulliego dla płynów rzeczywistych. Ruch płynu w przewodach pod ciśnieniem | 3 |
| T-W-8 | Ruch nieustalony w przewodach i uderzenie hydrauliczne. Sztolnie i komory wyrównawcze. | 3 |
| T-W-9 | Przepływy swobodne - ruch w korytach otwartych, równanie Chezy, Bernoulliego i Saint-Venanta. | 3 |
| T-W-10 | Krzywa spiętrzenia i krzywa depresji. Przelewy hydrotechniczne, wymiarowanie kanałów. Wodowskazy i krzywe konsumpcyjne | 3 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-A-2 | Samodzielna realizacja zadań przesłanych przez Internet | 14 |
| A-A-3 | Przygotowanie do kolokwium | 15 |
| A-A-4 | Konsultacje | 2 |
| A-A-5 | Zaliczenie | 2 |
| 48 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | Konsultacje | 2 |
| A-L-3 | Opracowanie sprawozdań | 22 |
| A-L-4 | Obrona sprawozdań | 2 |
| 41 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Pogłębianie wiadomości z zakresu przedmiotu z pozycji literaturowych | 13 |
| A-W-3 | Przygotowanie do egzaminu | 13 |
| A-W-4 | Konsultacje | 2 |
| A-W-5 | Egzamin | 2 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład problemowy z wykorzystaniem audio-wizualnej prezentacji zagadnień i omawiania ich istotnych szczegółów na tablicy |
| M-2 | Komputerowe symulacje niektórych omawianych zagadnień (praca budowli hydrotechnicznych, transformacja fal, symulacja nieustalonego pola prędkości przepływu) |
| M-3 | Ćwiczenia audytoryjne: Zajęcia z wykorzystaniem audio-wizualnej prezentacji perzykładowych rozwiązanych zadań i treści zadań do rozwiązania przez studentów przy tablicy |
| M-4 | Ćwiczenia audytoryjne: Przekaz internetowy plików ppt z treściami rozwiązanych zadań oraz z zadaniami do indywidualnego ich wykonania przez studenta w domu |
| M-5 | Laboratorium Wodne: Przekaz internetowy dokumentu opisujacego stan wykonania poszczególnych ćwiczeń przez poszczególne osoby i stan weryfikacji ich sprawozdań oraz ocen, uzyskanych podczas indywidualnej obrony "przyjętego" sprawozdania |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Pytania kontrolne z materiału realizowanego na wykładzie w ramach kolokwiów na ćwiczeniach audytoryjnych |
| S-2 | Ocena formująca: Ocena poszczególnych osób w trakcie ćwiczeń audytoryjnych przy okazji sprawdzenia zadań indywidualnych i zadań rozwiazywanych przy tablicy |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Dwa kolokwia na ćwiczeniach audytoryjnych w trakcie semestru i kolokwium zaliczajace dla studentów, którzy nie uzyskali pozytywnych ocen z kolokwiów w trakcie semestru |
| S-4 | Ocena formująca: Laboratorium Wodne : Studenci otrzymują wraz z opisem wykonania doświadczenia dwie tzw. kartki pomiarowe. Po zakończeniu doświadczenia kopia danych pomiarowych przekazywana jest prowadzącemu ćwiczenia i wykorzystywana do równoległego opracowania danego doświadczenia w celu weryfikacji opracowania studenckiego |
| S-5 | Ocena podsumowująca: Sprawdzenie opracowań ćwiczeń na Laboratorium Wodnym dla każdego zespołu z decyzją "przyjete" lub "odrzucone" oraz indywidualna obrona kazdego przyjętego opracowania |
| S-6 | Ocena podsumowująca: Egzamin końcowy z zrealizowanego w semestrze zakresu Mechaniki Płynów |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IS_1A_S1/B/15-1_W01 Zna i rozumie właściwości fizyczne płynów oraz zagadnienia statyki płynów (równowaga cieczy, parcie, pływalność ciał). Zna zasady zachowania masy, pędu i energii, równania Eulera, Naviera-Stokese dla płynów i potrafi je wykorzystać do rozwiazywania prostych problemów przepływu płynu. Zna równanie Bernoulliego dla płynów doskonałych i potrafi je wykorzystać do rozwiazywania problemów obliczeniowych z zakresu przepływu płynu w przewodach. Rozumie zagadnienie przepływów płynów rzeczywistych, zna pojęcia strat energetycznych (liniowych i lokalnych) i umie wykorzystać rozszerzone równanie Bernoulliego w praktycznych zagadnieniach obliczeniowych dla przewodów pod ciśnieniem. Zna zjawisko ruchu nieustalonego płynów w przewodach i rozumie jego konsekwencje w postaci takich zjawisk, jak np. uderzenie hydrauliczne. | IS_1A_W09, IS_1A_W12, IS_1A_W16, IS_1A_W21, IS_1A_W22 | — | — | C-4, C-1, C-2, C-3 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-6, T-A-1, T-A-5, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-9, T-W-10 | M-1, M-3, M-5 | S-1, S-2, S-3, S-5, S-6 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IS_1A_S1/B/15-1_U01 Potrafi planować i przeprowadzać doświadczenia z zakresu mechaniki płynów, analizować ich wyniki technikami komputerowymi, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski. Potrafi stosować równania statyki płynów dla rozwiązywania zadań inżynierskich z zakresu statyki (wyznaczanie parcia, określanie warunków pływalności, praca pras hydraulicznych, itp). | IS_1A_U02, IS_1A_U04, IS_1A_U15, IS_1A_U05 | — | — | C-4, C-2, C-3 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-6, T-A-1, T-A-5, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-9, T-W-10 | M-3, M-5 | S-1, S-2, S-3, S-5, S-4, S-6 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IS_1A_S1/B/15-1_K01 Jest gotów do analiz znaczenia mechaniki płynów w zagadnieniach związanych z inżynierią środowiska, gdzie płyny (woda, powietrze,...) powszechnie występują i oddziaływują; ważności interakcji płynów i ciał stałych w procesie budowy i ekspolatacji obiektów inżynierskich i oceny wpływu przepływów płynów (wiatr, przepływy rzeczne, itp.) na stałe elementy środowiska (powierzchnia terenu, brzegi rzek, itp.) | IS_1A_K05, IS_1A_K02, IS_1A_K01 | — | — | C-4, C-1, C-2, C-3 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-6, T-A-1, T-A-5, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-9, T-W-10 | M-1, M-2, M-3, M-4, M-5 | S-1, S-2, S-3, S-5, S-6 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IS_1A_S1/B/15-1_W01 Zna i rozumie właściwości fizyczne płynów oraz zagadnienia statyki płynów (równowaga cieczy, parcie, pływalność ciał). Zna zasady zachowania masy, pędu i energii, równania Eulera, Naviera-Stokese dla płynów i potrafi je wykorzystać do rozwiazywania prostych problemów przepływu płynu. Zna równanie Bernoulliego dla płynów doskonałych i potrafi je wykorzystać do rozwiazywania problemów obliczeniowych z zakresu przepływu płynu w przewodach. Rozumie zagadnienie przepływów płynów rzeczywistych, zna pojęcia strat energetycznych (liniowych i lokalnych) i umie wykorzystać rozszerzone równanie Bernoulliego w praktycznych zagadnieniach obliczeniowych dla przewodów pod ciśnieniem. Zna zjawisko ruchu nieustalonego płynów w przewodach i rozumie jego konsekwencje w postaci takich zjawisk, jak np. uderzenie hydrauliczne. | 2,0 | |
| 3,0 | Zaliczone pozytywnie dwa kolokwia i egzamin pisemny na ocenę dostateczną | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IS_1A_S1/B/15-1_U01 Potrafi planować i przeprowadzać doświadczenia z zakresu mechaniki płynów, analizować ich wyniki technikami komputerowymi, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski. Potrafi stosować równania statyki płynów dla rozwiązywania zadań inżynierskich z zakresu statyki (wyznaczanie parcia, określanie warunków pływalności, praca pras hydraulicznych, itp). | 2,0 | |
| 3,0 | Zaliczone pozytywnie dwa kolokwia i egzamin pisemny na ocenę dostateczną | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IS_1A_S1/B/15-1_K01 Jest gotów do analiz znaczenia mechaniki płynów w zagadnieniach związanych z inżynierią środowiska, gdzie płyny (woda, powietrze,...) powszechnie występują i oddziaływują; ważności interakcji płynów i ciał stałych w procesie budowy i ekspolatacji obiektów inżynierskich i oceny wpływu przepływów płynów (wiatr, przepływy rzeczne, itp.) na stałe elementy środowiska (powierzchnia terenu, brzegi rzek, itp.) | 2,0 | |
| 3,0 | Zaliczone pozytywnie dwa kolokwia i egzamin pisemny na ocenę dostateczną | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Mitosek M., Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska, PWN, Warszawa, 2001
- Gołębiewski C., Łuczywek E., Walicki E., Zbiór zadań z mechaniki płynów, PWN, Warszawa, 1998
- Puzyrewski R., Sawicki J., Podstawy mechaniki płynów i hydrauliki, PWN, Warszawa, 1998
- Walden H., Stasiak J., Mechanika cieczy i gazów w inżynierii sanitarnej, Arkady, Warszawa, 1971
- Mańko Robert, Wira Jerzy, Wybrane modele matematyczne w opisie ruchu turbulencyjnego, Zeszyty Naukowe Inżynieria Lądowa i Wodna w Kształtowaniu Środwiska, Kalisz, 2016
Literatura dodatkowa
- Kubrak J., Hydraulika techniczna, SGGW, Warszawa, 1998
- Czetwertyński E., Utrysko B., Hydraulika i hydromechanika, PWN, Warszawa, 1975