Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska - Inżynieria środowiska (S1)
Sylabus przedmiotu Mechanika płynów-2:
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-2 | ||
| 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) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Opanowane wiadomości z matematyki, fizyki i hydrologii z 1-ego roku studiów |
| W-2 | Przyswojony zakres Mechaniki Płynów z Semestru 3 (uzyskane zaliczenie przedmiotu) |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zrozumienie zjawisk z zakresu hydrauliki koryt otwartych. |
| C-2 | Znajomość zjawiska filtracji i metod ich opisu. |
| C-3 | Podstawy ruchu rumowiska i rozprzestrzeniania zanieczyszczeń. |
| C-4 | Podstawowe zagadnienia przepływu gazów i pracy systemów wentylacyjnych |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Zadania na obliczanie przepływu i innych parametrów ruchu cieczy w przewodach otwartych z wykorzystaniem równania Chezy | 3 |
| T-A-2 | Zadania na wyznaczanie krzywej konsumpcyjnej (MNK) | 2 |
| T-A-3 | Zadania z zakresu energii strumienia, reżimów ruchu i odskoku hydraulicznego | 2 |
| T-A-4 | Obliczanie krzywej spiętrzenia, światła mostu i spiętrzenia przed mostem | 2 |
| T-A-5 | Ruch nieustalony szybkozmienny - analiza rodzajów fal, analiza pracy układu sztolnia - komora wyrównawcza | 2 |
| T-A-6 | Zagadnienie ruchu nieustalonego wolnozmiennego - metody aproksymacji i rozwiązywania układów typu Saint-Venanta | 2 |
| T-A-7 | Obliczanie przepływów gazów w przewodach | 2 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Rodzaje przepływów swobodnych, równania ruchu Naviera Stokesa i Reynoldsa, tensor naprężeń burzliwych i metody „domykania” układu Reynoldsa | 1 |
| T-W-2 | Jednowymiarowe ustalone przepływy swobodne, równanie Chezy i równanie Bernoulliego, krzywa spiętrzenia i depresji. | 2 |
| T-W-3 | Ruch krytyczny. Odskok hydrauliczny. Metody obliczeń światła mostów i spiętrzeń przed mostami | 2 |
| T-W-4 | Metody obliczania rozpływów w sieci kanałów otwartych. Ruch nieustalony w kanałach - równania Saint-Venanta. Symulacje fal wezbraniowych. | 2 |
| T-W-5 | Zjawisko filtracji. Dopływ wody filtracyjnej do drenów i kanałów, studniFiltracja przez zapory i wały przeciwpowodziowe. | 2 |
| T-W-6 | Ruch rumowiska i analiza stabilności dna cieku. Podstawowe wiadomości o rozprzestrzenianiu się zanieczyszczeń w rzekach i zbiornikach przy ustalonym i nieustalonym dopływie zanieczyszczeń | 2 |
| T-W-7 | Dynamika gazów - równanie Bernoulliego dla gazów. Wypływ adiabatyczny gazu przez otwory i przewody. Przepływ izotermiczny i nieizotermiczny gazu. | 2 |
| T-W-8 | Metody obliczeń przepływu gazu w gazociągach i w przewodach wentylacyjnych z uwzględnieniem strat. | 2 |
| 15 | ||
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 | 15 |
| A-A-3 | Przygotowanie do kolokwium | 13 |
| A-A-4 | Konsultacje | 2 |
| A-A-5 | Zaliczenie | 2 |
| 47 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | Pogłębianie wiadomości z zakresu przedmiotu z pozycji literaturowych | 13 |
| A-W-3 | Przygotowanie do egzaminu | 10 |
| A-W-4 | Konsultacje | 2 |
| A-W-5 | Egzamin | 2 |
| 42 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład problemowy oparty o komputerowe audio-wizualne prezentacje zagadnień i dyskusje problemów 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 |
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 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/15-2_W01 Zna i rozumie zjawisko ruchu nieustalonego płynów rzeczywistych w ruchu laminarnym i turbulentnym i zna postać równań Naviera- Stokesa i Reynoldsa. Rozumie uproszczone opisy ruchu płynu w przewodach otwartych (równanie, uogólnione równanie Bernoulliego, równanie krzywej spiętrzenia). Rozumie zagadnienia związane z energią strumienia, ruchem krytycznym, odskokiem hydraulicznym i orientuje się w metodach obliczeń światła mostów i spiętrzeń przed mostami. Zna podstawowe pojęcia związane z ruchem nieustalonym wody w kanałach i rzekach (fala translacyjna fala powodziowa, wezbranie sztormowe). Orientuje się w metodach i modelach obliczania tych zagadnień w sieci kanałów otwartych w oparciu o równania Saint-Venanta. Rozumie zjawisko filtracji w gruntach. Wie, jakimi modelami opisywana jest filtracja przez zapory i wały. Posiada podstawową wiedzę o procesach ruchu rumowiska i analizy stabilności dna cieku. Posiada podstawowe wiadomości o rozprzestrzenianiu się zanieczyszczeń w rzekach i zbiornikach. Opanował podstawowe zagadnienia dynamiki gazów (równanie Bernoulliego dla gazów) i orientuje się w metodach obliczeń przepływu gazu w gazociągach i przewodach wentylacyjnych). | IS_1A_W07, IS_1A_W09, IS_1A_W12 | — | — | C-1, C-2, C-3, C-4 | T-A-1, T-A-3, T-A-7, T-A-4, T-A-5, T-A-6, T-A-2, T-W-2, T-W-1, T-W-3, T-W-5, T-W-6, T-W-4, T-W-7, T-W-8 | M-1, M-2, M-3, M-4 | S-1, S-2, S-3, S-4 |
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/15-2_U01 Potrafi planować i przeprowadzać doświadczenia z zakresu mechaniki płynów, analizować ich wyniki technikami komputerowymi, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski. Potrafi stosować równania hydrauliki dla rozwiązywania zadań inżynierskich z zakresu przepływów w korytach otwartych (wyznaczanie wydatku, napełnienia, krzywej spiętrzenia, itp). Potrafi analizować zagadnienia nieustalonej dynamiki płynów i potrafi sformułować zadania inżynierskie z tego zakresu i wykorzystać proste modele matematyczne do ich rozwiązania. Potrafi analizować znaczenie przepływu filtracyjnego w gruncie, w tym podstawowych równań i potrafi je zastosować w prostych przypadkach wyznaczania strumieni filtracyjnych. | IS_1A_U02, IS_1A_U04, IS_1A_U05 | — | — | C-1, C-2, C-3, C-4 | T-A-1, T-A-3, T-A-7, T-A-4, T-A-5, T-A-6, T-A-2, T-W-2, T-W-1, T-W-3, T-W-5, T-W-6, T-W-4, T-W-7, T-W-8 | M-1, M-2, M-3, M-4 | S-2, S-3, S-4 |
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/15-2_K01 Jest gotów do określnenia ważności interakcji płynów i ciał stałych w procesie budowy i ekspolatacji obiektów inżynierskich i oceny wpływu przepływów płynówna stałe elementy środowiska (powierzchnia terenu, brzegi rzek, itp.). | IS_1A_K02, IS_1A_K05, IS_1A_K01 | — | — | C-1, C-2, C-3, C-4 | T-A-1, T-A-3, T-A-7, T-A-4, T-A-5, T-A-6, T-A-2, T-W-2, T-W-1, T-W-3, T-W-5, T-W-6, T-W-4, T-W-7, T-W-8 | M-1, M-2, M-3, M-4 | S-2, S-3, S-4 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IS_1A_S1/B/15-2_W01 Zna i rozumie zjawisko ruchu nieustalonego płynów rzeczywistych w ruchu laminarnym i turbulentnym i zna postać równań Naviera- Stokesa i Reynoldsa. Rozumie uproszczone opisy ruchu płynu w przewodach otwartych (równanie, uogólnione równanie Bernoulliego, równanie krzywej spiętrzenia). Rozumie zagadnienia związane z energią strumienia, ruchem krytycznym, odskokiem hydraulicznym i orientuje się w metodach obliczeń światła mostów i spiętrzeń przed mostami. Zna podstawowe pojęcia związane z ruchem nieustalonym wody w kanałach i rzekach (fala translacyjna fala powodziowa, wezbranie sztormowe). Orientuje się w metodach i modelach obliczania tych zagadnień w sieci kanałów otwartych w oparciu o równania Saint-Venanta. Rozumie zjawisko filtracji w gruntach. Wie, jakimi modelami opisywana jest filtracja przez zapory i wały. Posiada podstawową wiedzę o procesach ruchu rumowiska i analizy stabilności dna cieku. Posiada podstawowe wiadomości o rozprzestrzenianiu się zanieczyszczeń w rzekach i zbiornikach. Opanował podstawowe zagadnienia dynamiki gazów (równanie Bernoulliego dla gazów) i orientuje się w metodach obliczeń przepływu gazu w gazociągach i przewodach wentylacyjnych). | 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/15-2_U01 Potrafi planować i przeprowadzać doświadczenia z zakresu mechaniki płynów, analizować ich wyniki technikami komputerowymi, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski. Potrafi stosować równania hydrauliki dla rozwiązywania zadań inżynierskich z zakresu przepływów w korytach otwartych (wyznaczanie wydatku, napełnienia, krzywej spiętrzenia, itp). Potrafi analizować zagadnienia nieustalonej dynamiki płynów i potrafi sformułować zadania inżynierskie z tego zakresu i wykorzystać proste modele matematyczne do ich rozwiązania. Potrafi analizować znaczenie przepływu filtracyjnego w gruncie, w tym podstawowych równań i potrafi je zastosować w prostych przypadkach wyznaczania strumieni filtracyjnych. | 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/15-2_K01 Jest gotów do określnenia ważności interakcji płynów i ciał stałych w procesie budowy i ekspolatacji obiektów inżynierskich i oceny wpływu przepływów płynówna 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
- 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, 1991
- Czetwertyński E., Utrysko B, Hydraulika i hydromechanika, PWN, Warszawa, 1975
- Kubrak E. J., Hydraulika techniczna. Przykłady obliczeń, SGGW, Warszawa, 2004
- Szuster A., Utrysko B., Hydraulika i podstawy hydromechaniki, Politechnika Warszawska, Warszawa, 1986
- Mańko Robert, Wira Jerzy, Wybrane modele matematyczne w opisie ruchu turbulencyjnego, Zeszyty Naukowe Inżynieria Lądowa i Wodna w Kształtowaniu Środwiska, Kalisz, 2016
Literatura dodatkowa
- Prosnak W., Mechanika płynów. Statyka płynów i dynamika cieczy, PWN, Warszawa, 1970
- Kubrak J., Hydraulika techniczna. Wyd. SGGW, SGGW, Warszawa, 1998