Εφαρμοσμένη Ρευστομηχανική (ΜΟΠ 308)

Περιεχόμενο μαθήματος :

Διαστάσεις και φυσικά μεγέθη, ιδιότητες ρευστών, στατική ρευστών, πιέσεις, μανόμετρα, δυνάμεις σε επιφάνειες, άνωση, πεδία και είδη ροής, εξίσωση Bernoulli, αρχές διατήρησης μάζας, ορμής, ενέργειας, διατμητικές τάσεις, μηχανικό ενεργειακό ισοζύγιο, διαστατική και ομοιωματική ανάλυση, ροή ασυμπίεστων ρευστών σε αγωγούς, σωλήνες και δακτυλίους, στρωτή και τυρβώδης ροή, πρωτεύουσες και δευτερεύουσες απώλειες ενέργειας, μετρήσεις μηχανικής ρευστών, μεταφορά ρευστών, αντλίες, χαρακτηριστικά λειτουργίας, σχεδιασμός αντλητικών συστημάτων, εισαγωγή σε πολυφασικές ροές και μη Νευτώνεια ρευστά, ταχύτητες καθίζησης στερεών, ροή σε πορώδη μέσα.

Εργαστηριακές ασκήσεις: Μέτρηση ιξώδους νευτώνειου ρευστού. Κατασκευή του διαγράμματος διατμητικής τάσης (shear stress) ως προς τη βαθμίδα της ταχύτητας διάτμησης (shear rate) για το υπό εξέταση ρευστό και ακολούθως χαρακτηρισμός του ρευστού (Νευτώνειο, πλαστικό Bingham, Herschel-Bulkley, κ.λ.π.). Μελέτη της επίδρασης της θερμοκρασίας στο ιξώδες νευτώνειου ρευστού. Μέτρηση της πτώσης πίεσης κατά τη ροή ρευστού σε δακτυλιοειδή αγωγό. Μελέτη της επίδρασης της παροχής και της απόστασης μεταξύ των σημείων μέτρησης, στις μετρούμενες τιμές της πτώσης πίεσης του ρευστού στο δακτυλιοειδή αγωγό. Υπολογισμός της υδραυλικής διαμέτρου. Εξοικείωση με τα μηχανολογικά χαρακτηριστικά της πειραματικής διάταξης του συστήματος ροής (flow loop) του εργαστηρίου. Καθορισμός του είδους της ροής (στρωτή, μεταβατική και τυρβώδης) του ρευστού εντός του αγωγού και υπολογισμός του συντελεστή τριβής (f). Μελέτη της κίνησης στερεών μέσα σε ρευστά και υπολογισμός της οριακής ταχύτητας καθόδου σφαιρικών στερεών μέσα σε νευτώνειο ρευστό. Υπολογισμός του συντελεστή αντίστασης (CD) και του είδους της ροής του ρευστού περιμετρικά των σφαιριδίων κατά τη διάρκεια της καθόδου (στρωτή, μεταβατική και τυρβώδης). Εκτίμηση της οριακής ταχύτητας καθόδου με βάση διαφορετικές θεωρητικές προσεγγίσεις και σύγκριση των εκτιμήσεων με τις πραγματικές τιμές.
 

Μαθησιακά Αποτελέσματα :

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:

•  Αναγνωρίζει απλών συστημάτων ρευστομηχανικής
•  Αναλύει πειραματικά συστήματα με διαστατική και ομοιωματική ανάλυση
•  Υπολογίζει ενεργειακό ισοζύγιο ροής, απώλειες ενέργειας
•  Σχεδιάζει (Συνθέτει) αντλητικά συστήματα
•  Επιλύει απλά προβλήματα ροής σε σωλήνες και στο υπέδαφος

Γενικές Ικανότητες :

Γενικές ικανότητες που ενισχύει το μάθημα :

•  Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
•  Ομαδική εργασία
•  Σχεδιασμός και διαχείριση έργων
•  Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
•  Χρήση Υπολογιστή
•  Επίλυση προβλημάτων
•  Διαχείριση αριθμητικών δεδομένων

Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία, στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση, στην Επικοινωνία με τους φοιτητές :

Οργάνωση διδασκαλίας :

Άλλα Σχόλια για την Οργάνωση της Διδασκαλίας :
1η διάλεξη: Μοριακή, μικροσκοπική και μακροσκοπική περιγραφή ρευστών, Όγκος Ελέγχου, Πυκνότητα
2η διάλεξη: Υδροστατική, Ισορροπία Δυνάμεων και Άνωση
3η διάλεξη: Υδροδυναμική, Νόμος Ιξώδους Νεύτωνα
4η διάλεξη: Ορμή ρευστών, Μεταφορά Ορμής με συναγωγή και διάχυση
5η διάλεξη: Εξισώσεις Συνέχειας και Ροής
6η διάλεξη: Μεταφορά και διατήρηση ενέργειας, Εξίσωση Μηχανικής Ενέργειας
7η διάλεξη: Εξίσωση Bernoulli
8η διάλεξη: Μικροσκοπική και Μακροσκοπική ανάλυση ροής σε σωλήνες
9η διάλεξη: Στρωτή και Τυρβώδης Ροή, Αριθμός Reynolds
10η διάλεξη: Συντελεστής τριβής, Διάγραμμα Moody's
11η διάλεξη: Ροή σε δίκτυα σωληνώσεων, Γραμμικές και τοπικές απώλειες
12η διάλεξη: Εξωτερική ροή
13η διάλεξη: Αντλίες
 

Αξιολόγηση :

Αθροιστική/Συμπερασματική (για βαθμό φοιτητή) Αξιολόγηση:

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία :

1. Μηχανική των Ρευστών, Σ. Αυλωνίτη & Δ. Αυλωνίτη, 4η Έκδοση, Εκδόσεις Ίων, Αθήνα 2006
2. Εφαρμοσμένη Ρευστομηχανική, Π. Κορωνάκης, 2001.
3. Μηχανική Ρευστών, Α. Παπαϊωάννου, 2020