مواضيع المحاضرة: Introduction , Fluid properties , Statics , Dynamics , Introduction to dimensional analysis
background image

University of Mosul 

Engineering College 

Mechatronics Engineering Departments

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lecture Notes 

Fluid Mechanics 

2

nd

 Grade Students 

Dr. Ammar Hazim Saber 

 

 


background image

 

 

Page 2 

Course Syllabus 

 
Course Information 

Mechatronics Engineering Department 
Fluid Mechanics –2016 
Room: Will be announced later  
Time:  

 

 
Lecturer Contact Information 

Dr. Ammar Hazim Saber AlAnaz 
Office:   
Phone:  
Email: ammar.hazim78 @ gmail.com 
Office Hours: please use email to set this up 

 

 
Course Description
 

Fluid Mechanics (5 hours lecture per week) Lecture course. Course material includes an 

introduction to the concepts and applications of fluid mechanics and dimensional analysis with an 
emphasis on fluid behavior 

 

Lecture 
(Hrs, approx.) 

Topic 

 

Introduction: Fluid concepts, Dimensions and units  

 

Fluid properties : Viscosity, Kinematic viscosity, surface tension, 
capillary  

 

Statics: Hydrostatic pressure, Manometry / pressure measurement, 
Hydrostatic forces on submerged surfaces 

 

Dynamics: The continuity equation, The Bernoulli Equation, 
Applications of the Bernoulli equation, The momentum equation, 
Application of the momentum equation. 

 

Introduction to dimensional analysis: Dimensions, Similarity 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

 

 

Page 3 

Required Textbooks and Materials 

Most homework will come from the 1

st

 book 

1. Fluid Mechanics 4

th

 Edition  

Frank M. White, MCGraw-Hill  
 
2. Introduction to Fluid Mechanics 7

th

 Edition 

R.W. Fox, P.J. Pritchard and A.T. McDonald 
John Wiley, New York, 2009, ISBN: 970-471742999 
 

3. Fluid Mechanics 5

th

 Edition 

Pijush K. Kundu, Ira M. Cohen and David R. Dowling 
 ISBN: 978-0-12-382100-3 
 

Suggested Course Materials  

1.  http://nptel.ac.in/ 
2.  www.learnerstv.com 
3.  http://www.mne.psu.edu/cimbala/Learning/Fluid/fluid.htm 
4.  http://www.efluids.com/efluids/pages/edu_tools.htm 
5.  http://www.et.byu.edu/~dol4/che374/lectureNotes/lectureNotes.html 

6. 

http://www.msubbu.in/ln/fm/

 

 

 

These descriptions are subject to change at the discretion of the Lecturer. 


background image

 

 

Page 4 

Introduction

  

 

Fluid concept 

• 

Fluid mechanics 

is a division in applied mechanics related to the behavior 

of 

liquid 

or 

gas 

which is either in rest or in motion. 

• 

The study related to a fluid in rest or stationary is referred to 

fluid static

otherwise it is referred to as fluid dynamic
 

• 

Fluid 

can be defined as 

a substance which can deform continuously when 

being subjected to shear stress at any magnitude

. In other words, it can flow 

continuously as a result of shearing action. This includes any liquid or gas.  

• 

Thus, with exception to solids, any other matters can be categorized as fluid.  

• 

Examples of typical fluid used in engineering applications are 

water

oil 

and 

air

.  

 

 

 
 

Units and Dimensions  
 

 

Where Force F = mass * acceleration  


background image

 

 

Page 5 

 

 
 

 

 

 

 

 


background image

 

 

Page 6 

 

 

 

 


background image

 

 

Page 7 

 

 

 

 

 
 
 
 


background image

 

 

Page 8 

 

 

 

 

 

 

 


background image

 

 

Page 9 

Fluid Properties 

 

1. Viscosity  

 

 

 

 
 
 
 
 
 


background image

 

 

Page 10 

2. Kinematic viscosity  
 

 

 
Applications of Viscosity 

1- Plate moving with uniform velocity

  

 

 


background image

 

 

Page 11 

 

 

2- Cylinder moving with uniform velocity 
 

 

 

 


background image

 

 

Page 12 

 

 

2. Surface tension (σ) 

Surface tension (σ): A liquid’s ability to resist tension 
 

- Capillarity 

            

             Adhesion > Cohesion                                                            Cohesion > Adhesion 
 

Cohesion: 

Inner force between liquid molecules. 

Adhesion: 

Attraction force between liquids, and a solid surface. 

 

  

 
 


background image

 

 

Page 13 

- Water droplets 
 

  

 

 

 


background image

 

 

Page 14 

Static 

 

1. Hydrostatic pressure 

 

 

 


background image

 

 

Page 15 

 
 

 

Pressure equilibrium conditions between two points 
1. both point should be in the same fluid 
2. the fluid is in static condition 
3. fluid is connected  
4. free surface on the same level  
  
 
 
 
 
 
 
 

 


background image

 

 

Page 16 

 

 

 

 

 

 


background image

 

 

Page 17 

 

 

 

 

  Pressure Head  

 

 


background image

 

 

Page 18 

 

 

 

 

 

 


background image

 

 

Page 19 

 

 

 

 

 


background image

 

 

Page 20 

 

Pascal’s Law  
 

 

 
 


background image

 

 

Page 21 

 

 
 


background image

 

 

Page 22 

Form 2 

 

 
 
 
 


background image

 

 

Page 23 

  Forces on plane surfaces  

 

 


background image

 

 

Page 24 

To determine the line of action  

 

 
 
 


background image

 

 

Page 25 

 

 


background image

 

 

Page 26 

Special Cases 

 


background image

 

 

Page 27 

 

 

 

 


background image

 

 

Page 28 

 

 
 
 
 


background image

 

 

Page 29 

 

 

 

 


background image

 

 

Page 30 

 

 

Find free surface for immersed gates  

 

Convert head pressure γ1h1 and pressure to equivalent fluid 
head γ2 

 


background image

 

 

Page 31 

Fluid subjected to two fluids 

 

 
 


background image

 

 

Page 32 

Forces on curved surfaces 

 

 

 

 

 


background image

 

 

Page 33 

 

 


background image

 

 

Page 34 

 


background image

 

 

Page 35 

Fluid Masses subjected to Linear Acceleration  
 

 

 


background image

 

 

Page 36 

1. Horizontal acceleration  
 

  

2. Vertical acceleration  

 

 

 


background image

 

 

Page 37 

 

3. Combined horizontal and vertical acceleration  

 

 
 
 
 
 


background image

 

 

Page 38 

How to know if the fluid will spilt  

 

 
 
 
 


background image

 

 

Page 39 

When Fluid is spilled? 

 

 
 
 


background image

 

 

Page 40 

 

 
 


background image

 

 

Page 41 

 

 
 


background image

 

 

Page 42 

 

 
 
 


background image

 

 

Page 43 

  

 

 


background image

 

 

Page 44 

 

 


background image

 

 

Page 45 

Buoyancy and floating  

 

 
 
 


background image

 

 

Page 46 

 

 


background image

 

 

Page 47 

 

 

 


background image

 

 

Page 48 

Fundamental of fluid flow 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalla Mortatha
المشاهدات: لقد قام 7 أعضاء و 292 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل