Ροή Ρευστών

Στοιχεία Μαθήματος
Διδάσκων (Διδάσκοντες):
Προπτυχιακά Μαθήματα, 5o Εξάμηνο (3ο Έτος, Χειμερινό)
Κατηγορία μαθήματος: Υποχρεωτικά Μαθήματα
Τύπος Μαθήματος: Επιστημονικής Περιοχής
Γλώσσα Διδασκαλίας: Ελληνικά
Κωδικός Μαθήματος: CHM_550n
Μονάδες: 7
Μονάδες ECTS: 8
Τύπος Διδασκαλίας: Διαλέξεις (5Ωρ./Εβδ.) Φροντηστήριο (2Ωρ./Εβδ.)
Διαθέσιμότητα μαθήματος σε φοιτητές Erasmus: Όχι
Σύνδεσμος URL Περιεχομένου Μαθήματος: CMNG2201
Λεπτομέρειες Μαθήματος

Με την επιτυχή ολοκλήρωση, οι φοιτητές θα:

  • Έχουν κατανοήσει βαθιά τις φυσικές ιδιότητες των ρευστών και τη συμπεριφορά των Νευτώνειων και μη-Νευτώνειων ρευστών.
  • Είναι ικανοί να διατυπώνουν και να επιλύουν διαφορικές και ολοκληρωτικές εξισώσεις ισοζυγίων μάζας, ορμής (Navier-Stokes) και ενέργειας για διάφορα πεδία ροής.
  • Έχουν κατανοήσει την έννοια του συνοριακού στρώματος και του μετασχηματισμού ομοιότητας
  • Μπορούν να υπολογίζουν πτώσεις πίεσης, απώλειες ενέργειας και κατανομές ταχυτήτων σε πολύπλοκα δίκτυα σωληνώσεων.
  • Έχουν την ικανότητα να αναλύουν προβλήματα ροής με τη χρήση αδιάστατων αριθμών (Reynolds, Froude κ.ά.).
  • Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη για την επίλυση καθαρά μηχανικών προβλημάτων.
  • Λήψη αποφάσεων για τον βέλτιστο σχεδιασμό εγκαταστάσεων διεργασιών.
  • Αυτόνομη εργασία για μελέτες περιπτώσεων.

-Εισαγωγή στην Μηχανική Ρευστών και Εφαρμογές. Νόμος ιξώδους του Newton. Ορισμός ιξώδους και φυσικών ιδιοτήτων ρευστών. Τύποι Ρευστών: Nευτώνεια και μη-Νευτώνεια ρευστά. Ανασκόπηση Βασικών Μαθηματικών Εννοιών διανυσματικού και τανυστικού λογισμού. Αναλυτικές μεθοδολογιές επίλυσης ΣΔΕ & ΜΔΕ.

-Συνεχές Μέσο. Φυσικοί νόμοι για την κατάστρωση και επίλυση προβλημάτων ροής. Σύστημα και όγκος ελέγχου. Περιγραφή κατά Euler και κατά Lagrange.

-Κινηματική της Ροής. Υλικές & Χωρικές Συντεταγμένες. Χρονοπαράγωγοι (μερική, ολική, υλική). Ταχύτητα και επιτάχυνση. Γραμμές ροής, τροχιές ροής, γραμμές κοινής προέλευσης. Ροϊκή Συνάρτηση. Τανυστής Ρυθμού Παραμόρφωσης.

-Στατικά Ρευστά. Διαφορική εξίσωση γραμμικής ορμής για στατικά ρευστά. Μανόμετρα. Υδροστατικές δυνάμεις. Άνωση.

-Θεώρημα μεταφοράς του Reynolds. Μακροσκοπικό ισοζύγιο μάζας, γραμμικής ορμής, στροφορμής, και ενέργειας. Εξίσωση κινήσεως ρευστού κατά Cauchy.

-Σημειακή Τάση. Ολικός τανυστής των τάσεων και η συμμετρία του. Καταστατικές εξισώσεις τάσεων.

-Ανάπτυξη των εξισώσεων Νavier-Stokes. Αδιαστατοποίηση Διεπουσών Εξισώσεων. Αδιάστατοι Αριθμοί: Αριθμοί Reynolds και Froude. Στρωτή και τυρβώδης ροή.

-Εξίσωση Euler, Stokes. Ιδανική ροή. Δυναμικό ροής.

-Μόνιμες, πλήρως ανεπτυγμένες στρωτή ροή, Παραδείγματα Νευτώνειων ροών.

-Έρπουσα ροή. Εφαρμογές: Ροή γύρω από σφαίρα, ροή λίπανσης.

-Συνοριακό Στρώμα.

-Εξίσωση Ενέργειας- Εξίσωση Bernoulli- Μείζονες και ελάχιστες απώλειες.

-Απώλειες σε απλές σωληνώσεις και σε δίκτυα σωληνώσεων.

Υποστήριξη μαθησιακής διαδικασίας μέσω της πλατφόρμας e-class (διαφάνειες, ανακοινώσεις, επιπλέον υλικό μελέτης).

Οργάνωση Διδασκαλίας

Δραστηριότητα

Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου
Διαλέξεις

  • Διαλέξεις: 65 ώρες (13 εβδ. x 5 ώρες)

  • Φροντιστήριο: 26 ώρες (13 εβδ. x 2 ώρες)
Επίλυση ασκήσεων στο σπίτι

20 ώρες
Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας

106 ώρες
Εξετάσεις

3 ώρες
Σύνολο Μαθήματος 

220 ώρες

Συνολικός Φόρτος Εργασίας (ECTS Standards):

220 Ώρες

Γλώσσα: Ελληνική.

Μέθοδοι: Τελική γραπτή εξέταση (100%), η οποία περιλαμβάνει επίλυση πρακτικών/αριθμητικών προβλημάτων μηχανικής ρευστών και ερωτήσεις κρίσεως/θεωρίας.

  • Αlexandrou, Andreas N. · Georgiou, Georgios · Papanastasiou, Tasos., «Μηχανική Ιξωδών Ρευστών», Εκδόσεις Broken Hill Publishers Ltd, Λευκωσία.
  • Σημειώσεις διδασκόντων (αναρτημένες στο e-class).