EMTS2200 Fluid Mechanics Course description

Emnet tar sikte på å gi studentene en innføring i fluidmekanikk, og derigjennom en grunnleggende forståelse for beregning av strømningstekniske problemer. Teori skal omsettes i praktisk anvendelse. Studenten skal tilegne seg grunnleggende teori om fluidmekanikk/strømningslære og forståelse for å anvende teorien i praksis i teknisk sammenheng. Emnet gir grunnlag for å forstå funksjonsprinsippet for ulike energisystemer, hvilke tekniske enheter som inngår og grunnleggende beregninger av disse. Praktiske anvendelser kan være dimensjonering av komponenter i rør- og kanalsystemer (for eksempel radiatorsystem), beregning av trykktap, tømming av beholdere, beregning av krefter generert av en vannstrøm. For å kunne utføre mer nøyaktige og omfattende/kompliserte beregninger benyttes i dag datamaskin-assisterte CFD-analyser (Computational Fluid Dynamics). Derfor tilbys datalab-øvinger som et frivillig tilbud (MATLAB-programmering og CFD-simuleringer m/kommersielt verktøy).

Ingen ut over opptakskrav.

Etter å ha gjennomført dette emnet har studenten følgende læringsutbytte, definert som kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse:

Kunnskap

Studenten:

• kjenner alle dimensjoner og enheter
• kan benytte heftbetingelsen
• kan klassifisere strømninger og gi beskrivelse av laminær og turbulent strømning
• kan beregne hydrostatisk trykk i væsker og derav krefter på flater samt behandle oppdrift
• kjenner til ulike metoder for trykkmåling
• kan visualisere et strømningsfelt
• kan benytte kontinuitetsligningen (bevaring av masse)
• kunne benytte Bernoullis ligning, ligning for bevaring av mekanisk energi
• kan beregne krefter og dreiemomenter knyttet til lineære og roterende strømningssystemer
• kan analysere strømning i rør, kanaler, nettverk. Beregne energi- og trykktap
• kan måle strømningshastigheter og -mengder (massestrøm, volumstrøm)
• kan beregne dragkrefter ved ekstern strømning (strømning langs flater og rundt legemer)
• kan beregne forhold knyttet til strømningsmaskiner (turbomaskineri), som pumper, vifter, turbiner
• kjenner til CFD-analyser (Computational Fluid Dynamics)
• kan behandle kavitasjon og erosjon i strømningstekniske anlegg

Ferdigheter

Studenten kan:

• utføre nødvendige beregninger for ingeniørmessig analyse av strømningstekniske problemer i praktiske konstruksjoner, deriblant rørsystemer i bygninger og i naturen for øvrig
• beregne trykkfall gjennom et rør- eller kanalsystem og deretter beregne nødvendig pumpe- eller vifteeffekt
• beregne krefter som virker mellom væske i ro og vegg, for dimensjonering av oppheng
• beregne krefter som virker mellom væskestrøm og rørvegg, for dimensjonering av oppheng
• beregne hvor lang tid det tar å tømme en tank
• dimensjonere et enkelt nettverk av rør/kanaler (eksempelvis radiatorsystem)
• måle strømningshastigheter og volum- og massestrøm
• beregne strømningsmotstand for faste legemer som beveger seg relativt et fluid
• velge riktig størrelse på pumpe i et rørsystem

Generell kompetanse

Studenten kan:

• bidra i arbeidet med å utvikle ny teknologi med bakgrunn i en forståelse for matematisk modellering og løsning av fysiske problemer
• løse koblede problemer knyttet til både strømningsteknikk, varme- og massetransport og termodynamikk
• vurdere om beregningsresultater er rimelige

Forelesninger, individuelle regneøvinger, dataøving og laboratorieøvelser i gruppe.

Følgende arbeidskrav er obligatorisk og må være godkjent for å fremstille seg til eksamen:

• 3 laboratoriearbeider i gruppe

Eksamensform: Individuell skriftlig eksamen på 3 timer

Alle trykte og skrevne hjelpemidler, samt kalkulator.

I forbindelse med avsluttende vurdering benyttes en karakterskala fra A til E for bestått (A er høyeste karakter og E er laveste) og F for ikke bestått.

Sensorordning: En intern sensor. Ekstern sensor brukes jevnlig.

Eksamensresultat kan påklages.

Ved eventuell ny og utsatt eksamen kan muntlig eksamensform bli benyttet. Hvis muntlig eksamen benyttes til ny og utsatt eksamen, kan denne ikke påklages.