Механика флуида 1

ID: 0829
врста предмета: научно-стручни
носилац предмета: Стевановић Д. Невена
извођачи: Стевановић Д. Невена
контакт особа: Стевановић Д. Невена
ниво студија: мастер академске студије
ЕСПБ: 6
облик завршног испита: писмени+усмени
катедра: катедра за механику флуида

извођења

циљ

Циљ изучавања предмета је упознавање студента са основним принципима и законима у области науке о струјању флуида. Суштинско разумевање фундаменталних једначина механике флуида омогућава студенту како њихову успешну примену у пракси у циљу решавања конкретних инжењерских проблема, тако и његов даљи научно-стручни развој.

исход

Студенти се оспособљавају да: - Примене основне једначине механике флуида тј. једначину континуитета, количине кретања и енергије за описивање једнодимензијских струјања стишљивог флуида, дводимензијских потенцијалних струјања нестишљивог флуида и струјања флуида у граничном слоју. - Прорачунају једнодимензијска дозвучна и надзвучна струјања стишљивог флуида као што су: изентропска струјања, адијабатска и изотермска струјања са трењем, струјања невискозног гаса са разменом топлоте, промене величина при појави правог ударног таласа као и струјања гаса кроз конвергентни и Лавалов млазник. - Одреде поље брзине и притиска у оквиру потенцијалних струјања нестишљивог флуида што им омогућава прорачун силе којом флуид делује на контуру у невискозној струју флуида. Такође, на основу стечених знања и применом функције комплексног потенцијала могу да формирају сложена струјања и тако добију жељени облик опструјаване контуре. - Решавајући једначине граничног слоја за случај опструјаване раве плоче прорачунају тангенцијални напон на плочи, а самим тим и силу отпора. - На основу теорије турбулентних струјања и основних модела за турбулентне напоне могу да моделирају турбулентна струјања.

садржај теоријске наставе

Физичко-математичке основе механике флуида. Силе, опште стање напона и напонски модели флуида. Опште једнaчине механике флуида. Закони одржања: масе, импулса и енергије. Динамика невискозног флуида: раванска и осносиметрична струјања, струјна функција и Коши-Риманове једначине. Примена функција комплексне променљиве, комплексни потенцијал и комплексна брзина. Извор у праволинијској струји, двопол, циклично и ациклично опструјавање кружног цилиндра. Силе на телу у струји невискозног флуида, комплексно пресликавање, опструјавање тела облика аеропрофила, услов Кута-Жуковског. Динамика вискозног флуида. Навије-Стоксве једначине. Тачна решења Н-С једначина, струјање у кружним цевима, струјање око сферног тела. Основи теорије хидродинамичког подмазивања. Турбулентна струјања нестишљивог флуида. Рејнолдсове једначине. Моделирање турбулентних напна. Развијени турбулентни профил брзине. Турбулентно струјање у хидраулички глатким и хидраулички храпавим цевима. Слободан турбулентни млаз. Теорија граничног слоја, Прандтлове једначине, гранични слој на равној плочи, примена интегралних метода за прорачун граничног слоја, метода Полхаузена. Једнодимензијска струјања флуида. Основне једначине једнодимензијског струјања флуида. Једнодимензијско струјање вискозног нестишљивог флуида. Кавитација. Хидраулички удар: брзина звука у еластичним цевима, мере за ублажавање последица хидрауличког удара. Примена закона о промени количине кретања, турбореактивни млазни мотор, Ојлерова једначина за турбомашине, Пелтонова турбина. Једнодимензијско струјање стишљивог флуида. Брзина звука, Махов број, разлика између дозвучног и надзвучног струјања гасова, једначина енергије, тоталне и критичне вредности физичких величина, струјање невискозног гаса са разменом топлоте. Теорија ударних таласа, Прантлова релација, мерења у струји гаса. Адијабатско и изотермско струјање гасова у цевима. Струјања гасова кроз конвергентни, Лавалов млазник и надзвучни дифузор.

садржај практичне наставе

Једнодимензијска струјања вискозног флуида у цевоводима, прорачун сложених цевовода. Хидро удар. Једнодимензијска струјања стишљивог флуида у цевима и млазницима. Изотермско и адијабатско струјање са трењем. Струјање у малзницима. Прав ударни талас. Димензијска анализа. Одређивање силе отпора и узгона опструјаваног тела. Раванска струјања невискозног флуида. Струјна функција, потенцијал, комплексна брзина. Конформно пресликавање. Тачна решења Навије-Стоксових једначина. Турбулентна струјања у цевима, каналима и млазевима. Примена интегралне методе за прорачун граничног слоја.

услов похађања

Пложен испит из Механике флуида Б.

ресурси

Књиге наставника Катедре, збирке задатака наставника Катедре, лабораторијска опрема и инсталације,писани изводи са предавања.

фонд часова

укупан фонд часова: 75

активна настава (теоријска)

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

активна настава (практична)

аудиторне вежбе: 28
лабораторијске вежбе: 2
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

Чантрак С., Хидродинамика, Машински факултет ; Ђорђевић В., (2000): Динамика једнодимензијских струјања флуида, Машински факултет, Београд. ; Црнојевић Ц., (1998): Kласична и уљна хидрауликa. Машински факултет, Београд. ; С., Бенишек М., Павловић М., Марјановић П., Црнојевић Ц.: Механика флуида, теорија и пракса, Машински факултет, Београд, 2005. ;