English

Katalog předmětů

Identifikace

KódBR004
NázevHydraulika
Course nameHydraulics

Zařazení

Zařazení ve studijních programech

Rozsah výuky

Přednášky4 [hodiny/týden], nepovinná
Cvičení4 [hodiny/týden], povinná

Zabezpečení výuky

ÚstavÚstav vodních staveb
GarantJan Šulc

Obsahové informace

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.
Studiem předmětu získají studenti informace o chování a účincích kapalin na objekty a zařízení v klidu a v pohybu.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, 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.

Harmonogram přednášky

  • 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.

Harmonogram cvičení

  • 1.Výpočty charakteristik kapaliny v relativním klidu.
  • 2.Vodní skok v prizmatickém a neprizmatickém korytě.
  • 3.Výpočty nadkritického proudění v korytech a skluzech, provzdušnění vodního proudu.
  • 4.Výpočty dráhy a tvaru volných a ponořených vodních paprsků kapaliny.
  • 5.Obtékání těles, výpočty účinku proudu kapaliny na plochy.Aplikace impulsové věty.
  • 6.Prázdnění prizmatických a neprizmatických nádob.Plnění a prázdnění nádrží.
  • 7.Plynule se měnící neustálené proudění.Rázové vlny v korytech a v potrubí, přímý a nepřímý vodní ráz. Časový průběh rázové vlny.
  • 8. Výpočet rozdělovacích a spojovacích armatur,návrh čerpadla, kavitace obtékaného povrchu.
  • 9. Proudění v mostních profilech a propustcích.
  • 10. Proudění v předpolí vtoků, norné stěny, výpočty bezpečné a kritické hloubky ponoru vtoku.
  • 11. Výpočet nedokonalého přepadu. Přelivy při vysokém stupni zatopení.
  • 12. Šachtový přeliv.Zvláštní typy přelivů, pohyblivé konstrukce přelivů.
  • 13. Aplikace Darcyho rovnice, specifický průsak. Výpočet vydatnosti studny při ustáleném stavu.
Střední úroveň znalostí z předmětů fyzika, matematika, mechanika, mechanika zemin, statika a stavebni mechanika.

Základní literatura předmětu

MUNSON, Bruce R. et al.: Fundamentals of Fluid Mechanics, New York: John Wiley & Sous, Inc., 1998
JANDORA, Jan: Hydraulika a hydrologie, Brno: CERM, s.r.o. , 2002
JANDORA, Jan, UHMANNOVÁ, Hana: Základy hydrauliky a hydrologie. Příklady, Brno: CERM s.r.o., 1999
BOOR, Boris; KUNŠTÁTSKÝ, Jiří; PATOČKA, Cyril: Hydraulika pro vodohospodářské stavby, Praha: SNTL, 1968
JANDORA, Jan a ŠULC, Jan: Hydraulika - modul 01 - studijní elektronická opora, Brno: FAST VUT v Brně, 2007

Doporučená literatura ke studiu předmětu

WIDDEN, Martin: Fluid Mechanics, MACMILLAN PRES LTD, 1996
KOLÁŘ, Václav, PATOČKA, Cyril, BÉM, Jiří: Hydraulika, Praha: SNTL , 1983
  • Literatura
  • 1.Hydraulika a hydrologie, Jandora, J. a kol.,CERM, s.r.o. Brno, 2002
  • 2. Základy hydrauliky a hydrologie - Příklady,Jandora,J.; Uhmannová,H., CERM, s.r.o. Brno, 1999
  • 3. Hydraulika, Kolář,V. a kol., SNTL Praha, 1983