ΕΙΔΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΡΕΥΣΤΩΝ

Γενικά

• Κωδικός: ΕΚ0704
• Εξάμηνο: 7ο
• Επίπεδο Σπουδών: Προπτυχιακό
• Τύπος μαθήματος: Ειδίκευσης
• Γλώσσα διδασκαλίας και εξετάσεων: Ελληνικά
• Το μάθημα διατίθεται σε φοιτητές Erasmus
• Μέθοδοι Διδασκαλίας (Ώρες/εβδ.): Διαλέξεις (4)
• Μονάδες ECTS: 6
• Προαπαιτούμενα μαθήματα: (ΕΥ0402) ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ
• Σελίδα μαθήματος: https://elearning.cm.ihu.gr/course/view.php?id=171

Περιεχόμενα μαθήματος

• Θεωρία οριακού στρώματος σε στρωτή και τυρβώδη κατάσταση. Μετάβαση στρωτού οριακού
στρώματος σε τυρβώδες. Οριακό στρώμα και κλίση της πίεσης (περιορισμένες και μη ροές).
Αποκόλληση και επανακόλληση οριακού στρώματος. Ακριβείς εξισώσεις οριακού στρώματος.
Προσεγγιστικές εξισώσεις οριακού στρώματος.
• Θεωρία υδραυλικού πλήγματος. Συνθήκες σχηματισμού υδραυλικού πλήγματος και οι
προσεγγιστικές εξισώσεις του για την εύρεση της διακύμανσης της πίεσης και ταχύτητας μέσα σε
κλειστούς αγωγούς. Προστασία από το υδραυλικό πλήγμα.
• Θεωρία συμπιεστής ροής και βασικές θερμοδυναμικές σχέσεις που τη διέπουν. Συνθήκες
συμπιεστότητας και εξισώσεις Navier-Stokes για συμπιεστή ροή.
• Ροή σε ανοικτούς ευθύγραμμους αγωγούς με σταθερή κλίση. Εξισώσεις ροής για υποκρίσιμη
κατάσταση. Αναφορά για κρίσιμη και υπερκρίσιμη ροή και υδραυλικό άλμα. Εφαρμογή σε κανάλια
απλής και σύνθετης διατομής. Εξισώσεις διατήρησης της μάζας και της ορμής για μόνιμη ροή σε
ανοικτούς αγωγούς.
• Εμβάθυνση στην τυρβώδη ροή. Ανάλυση κατά Reynolds και διατύπωση των μέσων χρονικά
εξισώσεων Navier-Stokes για τη μέση ροή. Τάσεις Reynolds και σημασία τους ανάλογα με το είδος
της ροής. Ενεργειακό ισοζύγιο της τυρβώδους κινητικής ενέργειας συναρτήσει της απόστασης από
τον τοίχο. Παραγωγή και σκέδαση της τύρβης για διάφορες βασικές ροές. Αναφορά στη
μοντελοποίηση της τύρβης κατά μήκος ανάμιξης Prandtl και τυρβώδους ιξώδους Boussinesq.

Μαθησιακοί Στόχοι

Μετά την επιτυχή παρακολούθηση του μαθήματος, αναμένεται πως οι φοιτητές θα είναι σε θέση:

Να γνωρίζουν και να κατανοούν:
• Ποια είναι τα χαρακτηριστικά του οριακού στρώματος ροής, που είναι τόσο σημαντικό στις
πρακτικές εφαρμογές της Μηχανολογίας (πτώση πίεσης & μετάδοση θερμότητας).
• Τις αιτίες δημιουργίας και τις επιπτώσεις του «υδραυλικού πλήγματος».
• Τις συνθήκες που επικρατούν στη συμπιεστή ροή και πότε αυτή δημιουργείται.
• Τις δυνάμεις που διέπουν τη ροή σε ανοικτό αγωγό και τα βασικά χαρακτηριστικά της.
• Τα χαρακτηριστικά και τις συνθήκες που επικρατούν κατά την τυρβώδη ροή, όπως και το ενεργειακό
ισοζύγιο κοντά στο τοίχωμα μεταξύ της μέσης και της στιγμιαίας ροής (ανάλυση κατά Reynolds).

Να μπορούν να εφαρμόζουν:
• Τις απλοποιημένες, μέσω φυσικών παραδοχών, εξισώσεις του οριακού στρώματος, στρωτού ή
τυρώδους, για να υπολογίσουν μακροσκοπικές παραμέτρους της ροής.
• Τις βασικές εξισώσεις του υδραυλικού πλήγματος για να υπολογίσουν τη χρονική μεταβολή της
πίεσης και τις συνθήκες κάτω από τις οποίες αυτό μπορεί να δημιουργηθεί.
• Τις βασικές θερμοδυναμικές σχέσεις που επικρατούν σε συμπιεστή ισεντροπική ροή.
• Τις εξισώσεις των ανοικτών ροών, ώστε να υπολογίζουν το βάθος ροής του αγωγού για
συγκεκριμένη παροχή.
• Τις απλοποιημένες εξισώσεις του τυρβώδους οριακού στρώματος με θετική ή αρνητική κλίση
πίεσης

Γενικές Ικανότητες

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με χρήση και των απαραίτητων
  τεχνολογιών
• Αυτόνομη εργασία
• Ομαδική εργασία
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Μέθοδοι Διδασκαλίας

Πρόσωπο με πρόσωπο

Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών

– Χρήση του Συστήματος Ηλεκτρονικής Εκπαίδευσης της
Πανεπιστημιούπολης Σερρών (https://elearning.cm.ihu.gr/)
– Επικοινωνία με τους φοιτητές μέσω e-mail.

Οργάνωση Διδασκαλίας

Αξιολόγηση Φοιτητών

Τελική γραπτή εξέταση στην ύλη των Διαλέξεων και των Ασκήσεων
Πράξης, η οποία περιλαμβάνει μόνο επίλυση πρακτικών προβλημάτων (ασκήσεις). Στην Ελληνική Γλώσσα.
Οι φοιτητές βαθμολογούνται με βάση το εάν και κατά πόσον έχουν
επιλύσει σωστά τα προβλήματα της γραπτής εξέτασης. Οι ορθές
απαντήσεις/λύσεις των θεμάτων της εξεταστικής αναρτώνται στη
σελίδα του μαθήματος.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

1. Πρίνος Παναγιώτης, “Μηχανική Ρευστών”, Εκδόσεις ΖΗΤΗ, 1η Έκδοση, Θεσσαλονίκη 2014.
2. Νικολόπουλος Ν., Νίκας Κ. Μουστρής Κ., “Εφαρμοσμένη Ρευστομηχανική”, Εκδόσεις
Εκπαιδευτικά Συστήματα, 2
η Έκδοση, Αθήνα, 2014.
3. Mott Robert & Untener Joseph, “Εφαρμοσμένη Μηχανική Ρευστών”, ΕΚ. ΤΖΙΟΛΑ, 2015.
4. Munson, B. R., Young, D. F.& Okiishi, T. H., “Fundamentals of Fluid Mechanics”, 4th Ed., John
Wiley & Sons, New York, 2002.