BRB001 Hydraulika a hydrologie

Kód předmětu: 
BRB001
Semestr výuky: 
Letní
Povinnost: 
Povinný předmět; Povinně volitelný předmět; Povinný předmět
Ukončení: 
Zápočet, zkouška
Počet kreditů: 
5; 4; 5
Přednášky: 
2; 2; 2
Cvičení: 
2; 1; 2
doc. Ing. Jana Pařílková, CSc., doc. Ing. Jaroslav Veselý, CSc., Ing. Pavel Zubík, Ph.D., Ing. Zuzana Műnsterová, Ing. Adam Nehudek, Ing. Jakub Major (zaměstnanci a doktorandi ústavu VST)
Cíl: 

Absolvent získá znalosti o základech hydrostatiky, hydrodynamiky a hydrologie. Absolvent předmětu je schopen:

- vysvětlit základní pojmy hydrostatiky
- popsat základy proudění kapalin
- vysvětlit jevy vznikající při proudění vody v tlakových systémech a v otevřených korytech
- popsat koloběh vody v přírodě

- vysvětlit parametry popisující kvalitativní a kvantitativní parametry vody v přírodě

Anotace: 
Základy hydrostatiky, tlak v kapalinách v klidu, stanovení účinku vody na rovinné a zakřivené plochy, plavání těles.
Základy hydrodynamiky, poznatky o proudění a pohybu vody v tlakových trubních systémech
Pohyb vody v systémech s volnou hladinou tj. otevřených přírodních a umělých korytech.
Poznatky z hydrauliky objektů na vodohospodářských stavbách a zařízeních. 
Základy proudění podzemní vody, studny, zářezy. 
Základy hydrologie, vodní bilance, srážky, výpar, povrchový odtok z povodí, jeho vyhodnocení, průtoky minimální, maximální, m-denní a n-leté.

Studenti absolvují během semestru část výuky ve cvičeních jako laboratorní praktika ve vodohospodářských laboratořích.

Harmonogram: 

HARMONOGRAM PŘEDNÁŠKY:

1.-2. Hydraulika, vlastnosti tekutin, hydrostatika, tlakové síly na rovinné a zakřivené plochy, plavání těles.
3. Hydrodynamika, zákon zachování hmotnosti a hybnosti, Bernoulliho rovnice, aplikace impulsové věty.
4.-5. Proudění vody v tlakových systémech - potrubích, proudění laminární a turbulentní. Výpočet hydraulicky dlouhého a hydraulicky krátkého a složeného potrubí, shybka, násoska, návrh čerpadla.
6.-7. Ustálené, rovnoměrné proudění s volnou hladinou v otevřených korytech. Energetická výška průřezu. Kritické proudění. Říční a bystřinné proudění.
8. Přepady vody přes přelivy. Výtoky vody otvory a přepady s nádrží.
9. Vodní skok s dnovým režimem. spojení hladin dvou zdrží, návrh obdélníkového vývaru.
10. Hydraulické výpočty typických komunikačních objektů, mosty a propustky.
11. Základy proudění podzemní vody (Darcyho vztah, filtrační součinitel a filtrační rychlost, Dupuitův předpoklad, studny).
12. Hydrologie: vodní bilance, definice a charakteristiky povodí, srážky, výpar, měření hydrologických veličin.

13. Povrchový odtok z povodí, jeho stanovení. Režimy proudění ve vodních tocích. Průtoky minimální, maximální, m-denní a n-leté, zimní režim, ovlivňování odtokového režimu, vliv vodních nádrží na regulaci odtoku z povodí atp.

HARMONOGRAM CVIČENÍ:

1.-2. Výpočty spojených nádob a tlakových sil na rovinné a zakřivené plochy.
3. Výpočty proudění ideální kapaliny s použitím Bernoulliho rovnice a rovnice kontinuity.
4.-5. Výpočet prodění reálné kapaliny v potrubí (hydraulicky dlouhého a hydraulicky krátké složeného potrubí).
6.-7. Výpočty ustáleného rovnoměrného proudění s volnou hladinou v otevřených korytech a výpočty kritické hloubky.
8. Výpočty výtoku vody otvory a přepadového množství přes přelivy.
9. Výpočty vodního skoku a návrh obdélníkového vývaru.
10. Výpočty proudění vody v mostech a propustcích.
11. Základní výpočty proudění podzemní vody – studny.
12. Výpočet odtoku z povodí.

13. Odhady m-denních průtoků.

Prerekvizity: 

Základní znalosti z matematiky, fyziky, mechaniky a statiky.

Literatura: 

ZÁKLADNÍ LITERATURA PŘEDMĚTU:

JANDORA, Jan: Hydraulika a hydrologie, studijní opora, FAST VUT v Brně, 2005
JANDORA, Jan, STARA, Vlastimil, STARÝ, Miloš: Hydraulika a hydrologie, CERM, s.r.o. Brno, 2002

MUNSON, Bruce R. et al.: Fundamentals of Fluid Mechanics, John Wiley&Sons, New York, USA, 1998

DOPORUČENÁ LITERATURA KE STUDIU PŘEDMĚTU:

JANDORA, Jan, UHMANNOVÁ, Hana: Základy hydrauliky a hydrologie. Příklady, CERM, s.r.o. Brno, 1999
KOLÁŘ, Václav, PATOČKA, Cyril, BÉM, Jiří: Hydraulika, SNTL/ALFA, 1983
WIDDEN, Martin: Fluid Mechanics, MACMILLAN PRES LTD, 1996

BOOR, Boris, KUNŠTÁTSKÝ, Jiří, PATOČKA, Cyril: Hydraulika pro vodohospodářské stavby, SNTL/ALFA, 1968

Doplňující informace: 

 Přednášky

 Otázky ke zkoušce