Механика флуида Б

ID: 0684
врста предмета: научно-стручни
носилац предмета: Црнојевић Ђ. Цветко
извођачи: Лечић Р. Милан, Милићев С. Снежана, Стевановић Д. Невена, Ћоћић С. Александар, Црнојевић Ђ. Цветко
контакт особа: Црнојевић Ђ. Цветко
ниво студија: основне академске студије
ЕСПБ: 6
облик завршног испита: писмени+усмени
катедра: катедра за механику флуида

извођења

  • 5. семестар, позиција 1

циљ

Циљ изучавања предмета је упознавање студента са основама теорије и примене у области науке о струјању. Суштинско разумевање фундаменталних једначина механике флуида омогућава студенту њихову успешну примену у пракси у циљу решавања конкретних инжењерских проблема. Један од важних циљева предмета јесте упознавања студента са основним експерименталним методама механике флуида.

исход

Савладавањем студијског програма из механике флуида студент стиче знања o: oсновним физичким својствима флуида - вискозности и стишљивости, режимима струјања - ламинарном и турбулентном, и основним законима одржања масе и количине кретања, тј. о једначини континуитета и Навије-Стоксовим једначинама. Применом ових закона за једноставне геометрије струјног простора студент зна да дефинише струјно поље (притиска и брзине) са којим може да одреди силе притиска, трења и реакције, или проток флуида. Посебно важан исход учења јесте за инжењерски важну класу једнодимензијских струјања у цевима да се примени једначина континуитета и Бернулијева јеначина са циљем прорачуна: падова притиска услед трења и лакалним губицима енергије, средње брзине струјања, протока флуида, јединичног рада и снаге струјне машине у случајевима струјања кроз просте цевоводе и елементарним примерима сложених цевовода.

садржај теоријске наставе

Појам флуида. Стишљивост, вискозност, њутновски и нењутновски флуиди. Jeдначина стања. Анализа сила које делују на флуид. Опште стање напона у флуиду, тензор напона. Мировање флуида: Ојлерова једначина и њене примене. Силе притиска на равне и криве површи. Мировање стишљивог флуида, стандардна атмосфера. Кинематика: Ојлерове и Лагранжеве координате, струјнице, струјне цеви и влакна, проток, средње вредности физичких величина. Материјални извод. Физичко тумачење дивергенције брзине. Једначина континуитета и њен диференцијални и интегрални облик. Кретање и деформисање флуидног делића, особине потенцијалних и вртложних струјања. Појам циркулације, слободан вртлог. Режими струјања. Динамика невискозног флуида: Ојлерова једначина. Бернулијев интеграл за стационарно и нестационарно струјање. Мерење брзине струјања помоћу Питове и Прантлове сонде. Струјање стишљивог флуида-основе динамике гасова, једначина енергије, изотермско и изентропско струјање, тоталне и критичне вредности, аеродинамичко загревање тела, струјање гаса кроз конвергентни млазик. Динамика вискозног флуида: Претпоставке о напонима и Навије-Стоксове једначине. Теорија сличности, карактеристични бројеви сличности. Димензијска анализа,примери одређивања смицајног напона и сила отпора и узгона опструјаваног тела. Тачна решења Навије-Стоксових једначина: ламинарно струјање између паралелних плоча, Куетово струјање, ламинарно струјање у цевима. Турбулентно струјање, Рејнолдсове једначине, моделирање турбулентних напона, Прантлова теорија путање мешања.Турбулентно струјање у цевима. Основе теорије граничног слоја и Прантлове једначине. Појава одвајања граничног слоја од контуре тела. Динамика једнодимензијских струјања: Општа Бернулијева једначина, једначина континуитета, једначина промене количине кретања, средње вредности и грешке које се чине при њиховом увођењу. Утицај трења при струјању нестишљивог флуида, Мудијев дијаграм, локални губици енергије и методе прорачуна простих и сложених цевовода.

садржај практичне наставе

Физичка својства флуида. Одређивање расподела напона и стања напона у флуиду. Статика флуида. Апсолутни и релативни притисак. Прорачун сила притиска на равне површи. Прорачун сила притиска на криве површи. Релативно мировање течности. Расподела притиска у стишљивом флуиду при мировању у пољу силе Земљине теже. Одређивање запреминског и масеног протока флуида. Бернулијева једначина. Елементарни проблеми из струјања стишљивог флуида. Примена закона о количини кретања и момента количине кретања при решавању практичних проблема. Једнодимензијско струјање течности у цевима. Прорачун простих и сложених цевовода. Елементарни примери из димензијске анализе и прорачуна силе отпора кретању тела. Oдређивање протока, коефицијената трења и локалних губитака енергије у оквиру лабораторијских вежби.

услов похађања

Да је слушалац редовни студент треће године.

ресурси

Књиге предметних наставника, збирке задатака предметних наставника, лабораторијска опрема и инсталације, штампани и писани материјали (handouti) - аутори Чантрак С., Лечић М., Ћоћић А.

фонд часова

укупан фонд часова: 75

активна настава (теоријска)

ново градиво: 20
разрада и примери (рекапитулација): 10

активна настава (практична)

аудиторне вежбе: 26
лабораторијске вежбе: 4
рачунски задаци: 0
семинарски рад: 0
пројекат: 0
консултације: 0
дискусија/радионица: 0
студијски истраживачки рад: 0

провера знања

преглед и оцена рачунских задатака: 0
преглед и оцена лабораторијских извештаја: 2
преглед и оцена семинарских радова: 0
преглед и оцена пројекта: 0
колоквијум са оцењивањем: 5
тест са оцењивањем: 3
завршни испит: 5

провера знања (укупно 100 поена)

активност у току предавања: 5
тест/колоквијум: 45
лабораторијска вежбања: 10
рачунски задаци: 0
семинарски рад: 0
пројекат: 0
завршни испит: 40
услов за излазак на испит (потребан број поена): 20

литература

Црнојевић Ц., (2014): Механика флуида. Машински факултет, Београд.; Mehanika fluida B (handout) - Čantrak S., Lečić M, Ćoćić A. ; Ђорђевић В., (2000): Динамика једнодимензијских струјања флуида, Машински факултет, Београд.; Црнојевић Ц., (1998): Kласична и уљна хидрауликa. Машински факултет, Београд.; Чантрак С., Бенишек М., Павловић М., Марјановић П., Црнојевић Ц.: Механика флуида, теорија и пракса, Машински факултет, Београд, 2005.;