Detail předmětu

Hydraulika

FAST-BR04Ak. rok: 2017/2018

Studiem předmětu získají studenti informatice o chování a účincích kapalin na objekty a zařízení v klidu – hydrostatice a při pohybu – hydrodynamice.
Jedná se o stanovení účinku vody na rovinné a zakřivené plochy a informace o plavání těles.
Poznatky o proudění a pohybu vody v tlakových trubních systémech a systémech s volnou hladinou tj. otevřených přírodních a umělých korytech. Poznatky z hydrauliky objektů na těchto zařízeních.
Ustálený nerovnoměrný a neustálený plynule se měnící pohyb v korytech a potrubích, plnění a prázdnění neprizmatických nádrží a plavebních komor.
Šachtové a boční přelivy, skluzy, zvláštní typy vodních skoků a návrh vývaru.
Základy modelové podobnosti v mechanice tekutin. Vybrané kapitoly z objektové hydrauliky a hydrauliku tlakových systémů.
Praktické aspekty proudění podzemní vody, princip spojitosti a determinismu. Základní předpoklady přijímané při řešení úloh proudění podzemní vody, jednoduché jímací objekty, jednoduché modely proudění hrázemi, jednoduchá řešení soustavy studní.
Poznatky jsou prakticky aplikovány ve výpočtových a laboratorních cvičeních.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

10

Garant předmětu

prof. Ing. Jan Šulc, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav vodních staveb (VST-VST)

Výsledky učení předmětu

Posluchač zvládne problematiku klidu a pohybu kapalin newtonského typu a v doplňkovém přehledu i nenewtonského typu. Po studiu předmětu bude schopen provádět výpočty základního typu proudění včetně stanovení tlakových poměrů na obtékaných (protékaných) částech hydraulických okruhů.

Prerekvizity

Fyzika, matematika, mechanika, mechanika zemin, statika a stavebni mechanika.

Osnovy výuky

1.Relativní klid kapaliny.Diferenciální rovnice pohybu ideální a skutečné kapaliny.
2. Základy potenciálního proudění a jeho aplikace.
3.Vodní skok v neprizmatickém korytě.Nadkritické proudění v korytech a skluzech, provzdušnění vodního proudu.
4.Volné a ponořené vodní paprsky kapaliny, obtékání těles.Účinek proudu kapaliny na plochy.Aplikace impulsové věty.
5. Prázdnění nádob, neprizmatické nádoby.Plnění a prázdnění plavebních komor. Plynule se měnící neustálené proudění.Rázové vlny v korytech. Rázové vlny v potrubí, přímý a nepřímý vodní ráz. Časový průběh rázové vlny.
6. Prvky trubní sítě (rozdělení a stékání proudů),návrh čerpadla, kavitace obtékaného povrchu.
7. Proudění v mostních profilech a propustcích.
8. Vzájemné ovlivňování hydraulických prvků z hlediska ztrát energie.
9. Proudění v předpolí vtoků, norné stěny.
10. Proudění nenewtonovských kapalin, tok bighamských a nebighamských látek.
11. Dimenzionální a rozměrová analýza, základy modelové podobnosti v mechanice tekutin.
12. Šachtový přeliv.Zvláštní typy přelivů, pohyblivé konstrukce přelivů.Přepady vody při vysokém stupni zatopení.
13. Darcyho rovnice, filtrační součinitel, specifický průsak a střední rychlost vody v pórech. Hydraulika studní při ustáleném stavu.

Učební cíle

Výuka navazuje na absolvované předměty matematika, deskriptivní geometrie a fyzika. Absolvent získá znalosti o klidu a pohybu kapalin newtonského typu a v doplňkovém přehledu i nenewtonského typu. Po studiu předmětu lze provádět výpočty základního typu proudění včetně stanovení tlakových poměrů na obtékaných (protékaných) částech hydraulických okruhů. Absolvent je připraven na působení v navazujících odborných oblastech v oboru hydrotechniky a vodního hospodářství.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

BOOR, Boris, KUNŠTÁTSKÝ, Jiří, PATOČKA, Cyril: Hydraulika pro vodohospodářské stavby. SNTL/ALFA, 1968. (CS)
MUNSON, Bruce R. et al.: Fundamentals of Fluid Mechanics. John Wiley & Sous, Inc., New York, 1998. ISBN-10: 1118116135. (EN)
JANDORA, Jan, UHMANNOVÁ, Hana: Základy hydrauliky a hydrologie. Příklady. CERM Brno, 1999. ISBN 80-214-1160-0. (CS)
Jandora, s.r.o. Brno: Hydraulika a hydrologie. CERM, s.r.o. Brno, 2002. (CS)
Jandora,J.,Šulc,J.: Hydraulika - modul 01 - studijní elektronická opora. FAST VUT v Brně, 2007. (CS)

Doporučená literatura

KOLÁŘ, Václav, PATOČKA, Cyril, BÉM, Jiří: Hydraulika. SNTL Praha, 1983. (CS)
WIDDEN, Martin: Fluid Mechanics. MACMILLAN PRES LTD, 1996. ISBN-10: 0333517997. (EN)

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

52 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Šulc, CSc.

Cvičení

52 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Šulc, CSc.