Fluid Mekanik
Overordnede kursusmål
At give en teoretisk og praktisk baggrund i at formulere og løse strømningstekniske problemer inden for det energi- og maskintekniske område, herunder strømningsmaskiner.
See course description in English
Læringsmål
- Analysere strømninger og dele af strømninger som laminære/turbulente, viskose/inviskose, stationære/instationære samt kompressible/inkompressible og anvende egenskaber på fluider og bestemme værdier for egenskaberne ved at bruge tabeller, tilstandsligninger og EES.
- Analysere statiske trykfordelinger, kræfter og opdriftskræfter.
- Vurdere om Bernoulli’s ligning eller Energiligningen kan anvendes for et givet flow.
- Anvende kontrol volumen metode for masse, bevægelsesmængde, bevægelsesmængdemoment og energi.
- Anvende dimensionsanalyse og forstå den fysiske betydning for bestemte dimensionsløse tal for en given strømning.
- Anvende strømningsmæssige overslagsberegninger på pumpesystemer og vandkraftværker.
- Anvende strømningskomponenter og måleteknikker.
- Anvende virkningsgrader og beregne energiforbrug for strømningsprocesser og komponenter.
- Forstå og anvende karakteristikker og hastighedsdiagrammer for strømningsmaskiner herunder blæser, pumper, turbiner og propeller.
- Forstå funktionen i rotor og stator i kompressorer og turbiner og principperne i de forskellige pumpe- og turbinetyper, herunder Betz-limit for vindmøller.
- Anvende computer programmet EES (Engineering Equation Solver) til at løse flow problemer.
- Studere ingeniørmæssig litteratur om fluid mekanik.
Kursusindhold
Klassifikation og egenskaber af fluider. Fluid statik. Kontrol volumen. Fluid kinematik og vektorfelter herunder hastigheds- og accelerationsfelt samt divergens og rotation. Kontinuitetsligning, impulsligning, impulsmomentligning og energiligning for fluider. Bernoulli’s ligning. Statisk og dynamisk tryk. Dimensionsanalyse, modeller og ligedannethed. Introduktion til måleteknikker i fluidmekanik. Internt og eksternt flow. Tryktabsberegninger i rør og rørsystemer. Archimedes’ lov, herunder opdrift og stabilitet. Drag og lift. Grænselagsteori, herunder hastighedsfordelinger. Strømningsmaskiner, herunder centrifugalpumper, gas-, damp-, Pelton-, Francis- og Kaplanturbiner samt vindmøller. Anvendelse af hastighedstrekanter.
Undervisningsform
Undervisningen er baseret på ‘learning by doing’. De studerende følger lektioner og øvelser. Der er computer simuleringer i EES samt øvelser med vindtunnel, pumper og ventilatorer.
Fakultet
Bemærkninger
Sektion for Mekanisk teknologi
Maskinteknik 4. semester