1. SylabUZ
2. Wydział Mechaniczny
3. semestr zimowy 2017/2018
4. Mechanika i budowa maszyn - pierwszego stopnia z tyt. inżyniera
5. Mechanika płynów wiertniczych

Wygeneruj PDF dla tej strony

Mechanika płynów wiertniczych - opis przedmiotu

Cel przedmiotu

Celem przedmiotu jest zapoznanie i opanowanie przez studentów metodyki rozwiązywania problemów technicznych w oparciu o prawa mechaniki płynów oraz znajomość i umiejętność rozwiązywania złożonych zagadnień przepływowych występujących w maszynach i urządzeniach wiertniczych.

Wymagania wstępne

Zapisz zmiany

Mechanika Płynów I, Mechanika Płynów II lub Reologia, Matematyka

Zakres tematyczny

WYKŁAD

Wiadomości wstępne

Podział płynów, definicja płynu i cieczy,

Własności fizyczne płynów: gęstość, lepkość, ciężar właściwy, ściśliwość, rozszerzalność płynów, ciśnienie.

Definicje: modelu płynu, elementu płynu, kształtu elementu płynu.

Statyka

Równanie równowagi Eulera. Prawo Pascala.

Warunek równowagi.

Równowaga cieczy w ziemskim polu grawitacyjnym. Wzór manometryczny.

Parcie cieczy na ściankę płaską.

Parcie cieczy na ściankę zakrzywioną.

Kinematyka

Równanie ciągłości dla cieczy i gazów.

Definicja pola, rodzaje pól, operatory pola.

Równanie różniczkowe toru elementu płynu i linii prądu.

Analityczne metody badania ruchu płynów:

metoda Lagrange’a,

metoda Eulera.

Przyśpieszenie elementu płynu, pochodna substancjalna (całkowita), lokalna, konwekcyjna.

Dynamika cieczy doskonałej

Równania rządzące ruchem cieczy doskonałej.

Równanie Eulera. Dwie całki  ogólne równania Eulera:

całka Cauchy’ego i Lagrange’a,

całka Bernoulliego.

Zastosowanie równania Bernoulliego do pomiaru prędkości.

Dynamika cieczy lepkiej

Równania rządzące ruchem cieczy lepkiej.

Doświadczenie Reynoldsa, przepływ laminarny i turbulentny, krytyczna liczba Reynoldsa.

Równanie Hagena-Poiseuille’a.

Obliczanie strat w przewodach pod ciśnieniem.

Wzór Darcy’ego-Weisbacha na wysokość strat i stratę ciśnienia.

Wzór Chezy’ego.

Przepływy cieczy lepkiej w kanałach prostych.

Płaski przepływ Couette’a.

Płaski przepływ Poiseuelle’a.

Przepływ cieczy przez ośrodki porowate.

Ustalony przepływ gazu ściśliwego.

Równanie Bernouliego dla gazów ściśliwych.

Prędkość przepływu.

Klasyfikacja przepływów gazów.

Adiabatyczny izentropowy przepływ gazu.

LABORATORIUM

Ćwiczenia laboratoryjne z mechaniki płynów wiertniczych stanowią uzupełnienie i praktyczną ilustrację wykładów. Są one formą zapoznania studentów z metodami pomiarów wielkości fizycznych, sposobami opracowywania danych uzyskanych na drodze eksperymentu oraz metodyką sporządzania dokumentacji technicznej badań. Ponadto wyniki uzyskane w trakcie wykonywanych ćwiczeń pozwalają na sprawdzenie słuszności praw i założeń teoretycznych.

Przewidziane ćwiczenia:

1. Pomiar natężenia przepływu powietrza za pomocą kryzy ISA wg PN-93/M-53950/01.
2. Wyznaczanie krytycznej liczby Reynoldsa.
3. Pomiar współczynnika strat liniowych.
4. Badanie wypływu cieczy ze zbiornika.
5. Nieustalony wypływ gazu ze zbiornika.
6. Przebieg linii energii i linie ciśnień wzdłuż rurociągu.
7. Ćwiczenia poprawkowe, kolokwia.

Metody kształcenia

Wykłady konwencjonalne z wykorzystaniem środków audiowizualnych. Ćwiczenia laboratoryjne. Praca zespołowa w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych; analiza i dyskusja nad uzyskanymi wynikami. Praca z książką.

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Wykład:  otrzymanie oceny pozytywnej z egzaminu

Laboratorium: otrzymanie ocen pozytywnych z raportów z przeprowadzonych ćwiczeń laboratoryjnych

Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest zaliczenie wszystkich jego form, przy czym student przed przystąpieniem do egzaminu musi uzyskać pozytywną ocenę z ćwiczeń laboratoryjnych. Ocena końcowa na zaliczenie przedmiotu jest średnią arytmetyczną z ocen za poszczególne formy zajęć.

Literatura podstawowa

1.     Bukowski J. – Mechanika płynów, PWN, Warszawa, 1959,

2.     Bukowski J., Kijkowski P., Kurs mechaniki płynów, PWN, Warszawa, 1980,

3.     Gryboś R., Podstawy mechaniki płynów PWN, Warszawa 1989,

4.     Prosnak W.J., Mechanika płynów, tom 1 i 2, PWN, Warszawa 1970,

5.     Orzechowski Z., Mechanika płynów, Politechnika Łódzka, Łódź 1993.

Literatura uzupełniająca

Uwagi

Zmodyfikowane przez dr inż. Daniel Dębowski (ostatnia modyfikacja: 05-05-2017 13:01)