Detail předmětu

Mechanika tekutin a hydraulické komponenty jaderné elektrárny

FSI-LMJAk. rok: 2024/2025

Zajišťuje Fakulta strojního inženýrství

Předmět je teoreticky i prakticky zaměřen na porozumění významu hydraulických systém vyskytujích se v každém průmyslovém provozu. Např. řešení proudění v potrubních systémech, volba vhodného čerpadla, které bude schopné zajistit bezproblémový chod zařízení nebo návrh potrubního systéme tak, aby byl jeho chod bezpečný a spolehlivý. Studenti se naučí využívat nejen teoretické znalosti získané v předchozím studiu, ale také vyhledávat nové potřebné informace.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

Vstupní znalosti

Obecné znalosti matematiky a fyziky na úrovni absolvovaných kurzů na VUT. Základní znalosti diferenciálního a integrálního počtu. 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Zápočet bude možné získat na základě výsledků povinných projektů a účasti na cvičeních.

Následná kombinovaná zkouška bude písemná, pouze v případě hraničního počtu získaných bodů, proběhne ústní dozkoušení.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními zákony a teoriemi klasické a moderní mechaniky tekutin tak, aby byli schopni je aplikovat na jednoduché systémy, objasnit a předpovědět jejich chování. Úkolem je, aby si studenti uvědomili, že mechanika tekutin je teoretickým základem mnoha inženýrských disciplin.

Předmět umožňuje studentům získat znalosti o vlastnostech tekutin, rovnováze sil v tekutinách za klidu, o pohybu tekutin v silových polích, základech hydraulických strojů a experimentálních metodách. Student se naučí řešit praktické úlohy a vytvářet zjednodušené modely ke studiu vybraných technických problémů.

 

Studijní opory

E-lerningové podpory k přednáškám i cvičením.

Základní literatura

VARCHOLA, M., KNÍŽAT, B., TÓTH, P.: Hydraulické riešenie potrubných systémov. Vienala. Košice. 2004. 265 s. ISBN 80-8073-126-8. (SK)
Kolář, V., Vinopal, S.: Hydraulika prům. armatur. Praha, SNTL 1963 (CS)
Wyllie, E., Streeter, V.: Fluid Transients. N. York,Mc Graw Hill 1993 (EN)
Janalík, J.: Potrubní hydraulická a pneumatická doprava. Ostrava, VŠB 2002 (CS)

Doporučená literatura

Šob, F.: Hydromechanika. Vyd. 2. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2008, ISBN 978-80-214-3578-0 (CS)
Munson, B. R., Young, D. F., Okiishi, T. H.: Fundamentals of Fluid Mechanics, John Wiley & Sons, Inc., ISBN 978-0-471-67582-2 (EN)
Janalík, J., Šťáva, P.: Mechanika tekutin. Ostrava, VŠB (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-JAE magisterský navazující, 1. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

36 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D.

Osnova

  • Vlastnosti kapalin, aplikace. Zákon zachování hmotnosti a hybnosti, aplikace
  • Hydrostatika, aplikace. Hydrodynamika, Objemová a hydrodynamická čerpadla. Charakteristiky čerpadel, skládání a regulace. Kavitace, NPSH
  • Proudění v potrubí, potrubní systémy. Ztráty v hydraulických systémech. Hydraulický ráz
  • Vodní turbíny a vodní elektrárny. Armatury v potrubí, regulace. Měření tlaku a průtoku, metodika a vyhodnocení

Cvičení

24 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D.

Osnova

  • Vlastnosti kapalin. Informační zdroje. Laboratoř, školení bezpečnosti, prohlídka laboratoří, měřicí technika, nejistoty měření.
  • Výpočet ztrát v potrubí (délkové místní), charakteristika potrubního systému. Laboratoř, měření ztrátových součinitelů, porovnání s teoretickým výpočtem. Měření charakteristiky čerpadla, kontrola platnosti afinních vztahů.
  • Charakteristika čerpadla, NPSHR, NPSHA, afinní vztahy. Laboratoř, měření výpadku čerpadla. Spolupráce čerpadel. Regulace průtoku, regulační armatury, otáčková regulace, pracovní bod.
  • Hydraulický ráz, analýza reálných záznamů. Laboratoř, měření hydraulického rázu, porovnání záznamu s přibližným výpočtem. Numerické simulace přechodových dějů, možnosti, limity.