635-2001/01 – Sdílení tepla a proudění (STaP)

Garantující katedraKatedra tepelné technikyKredity6
Garant předmětuprof. Ing. Miroslav Příhoda, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Miroslav Příhoda, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2014/2015Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BUR19 Ing. Jiří Burda
MAH46 doc. Ing. Adéla Macháčková, Ph.D.
MAC589 Ing. Mario Machů, Ph.D.
MER128 Ing. Lucie Mervová
MON036 Ing. Sylva Moniaková
PR150 prof. Ing. Miroslav Příhoda, CSc.
PYS30 prof. Dr. Ing. René Pyszko
VEL37 doc. Ing. Marek Velička, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+3
kombinovaná Zápočet a zkouška 24+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Student bude umět: - ukázat charakteristické vlastnosti kritérií podobnosti - řešit tlakové ztráty při proudění tekutin - charakterizovat základní zákony v mechanice tekutin - řešit jednoduché příklady z oblasti transportu tepla kondukcí, konvekcí a radiací

Vyučovací metody

Přednášky
Semináře
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)

Anotace

Teorie podobnosti, kriteriální rovnice. Statika a dynamika tekutin, základní rovnice. Proudění skutečné tekutiny, hydraulické ztráty. Výtok plynu otvory, Lavalova dýza. Přirozený a nucený odvod spalin. Sdílení tepla vedením: analytické a numerické řešení stacionárních a nestacionárních úloh. Sdílení tepla konvekcí: přirozená a nucená konvekce, sdílení tepla mezi tekutinou a tuhým tělesem. Sdílení tepla zářením: základní zákony, radiační vlastnosti těles, výměna zářivé energie mezi tuhými tělesy, záření plynů a jejich směsí.

Povinná literatura:

[1] PŘÍHODA, M., RÉDR, M. Sdílení tepla a proudění. 2. vyd. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2008. ISBN 978-80-248-1748-4.

Doporučená literatura:

[1] RÉDR, M., PŘÍHODA, M. Základy tepelné techniky. 1. vyd. Praha: SNTL, 1991. ISBN 80-03-00366-0. [2] JUREČKA, P. Proudění a sdílení tepla : cvičení do předmětu "Sdílení tepla a proudění“. 1. vyd. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2006. ISBN 80-248-1083-2. [3] BÁLEK, S. Tepelně technické tabulky a diagramy. 2. vyd. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2005. ISBN 80-248-0828-5.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Dvě bodově hodnocené písemné práce.

E-learning

http://katedry.fmmi.vsb.cz/635/; www.person.vsb.cz; Průběžně dochází k rozšiřování e-learning prvků do výuky.

Další požadavky na studenta

Další požadavky na studenta nejsou

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Konstanta podobnosti, kritérium podobnosti (simplex, komplex). Kriteriální rovnice. 2. Základní pojmy při proudění. Fyzikální vlastnosti tekutin. Základní druhy tlaku. Ztrátový tlak. Statika jednoho plynu. Výpočet atmosférického tlaku. Statika dvou plynů rozdílných vlastností. Eulerova rovnice statiky tekutin. Diferenciální rovnice pro tlakovou funkci. 3. Proudění tekutin - rozdělení. Obecná rovnice kontinuity. Rovnice kontinuity pro jednosměrné proudění. Pohybová rovnice Eulerova, substanční derivace. Rovnice Navierova - Stokesova. Rovnice Bernoulliho. 4. Druhy proudění skutečné tekutiny. Reynoldsovo kritérium. Laminární proudění v potrubí. Rychlostní profil. Hagenův - Poiseuilleův zákon. Turbulentní proudění. Mezní vrstva. 5. Hydraulické ztráty - tlaková ztráta, ztrátová výška. Ztráty třením, Darcyho - Weisbachův vztah. Typy drsnosti. Vliv drsnosti na hydraulické odpory. Součinitel tření u kruhového potrubí - 5 oblastí. Místní ztráty. 6. Výtok plynu otvory. Výtok plynu nízkými rychlostmi. Výtok plynu vysokými rychlostmi. Proudění v oblasti vysokých rychlostí. Jednoduchá tryska, Lavalova tryska. Odvození výšky komína. 7. Sdílení tepla - základní způsoby. Základní pojmy při vedení tepla. První Fourierův zákon. Součinitel tepelné vodivosti u plynů, kapalin a tuhých látek. Fourierova rovnice vedení tepla. Součinitel teplotní vodivosti. Podmínky jednoznačnosti. 8. Jednosměrné stacionární vedení tepla jednoduchou a složenou rovinnou a válcovou stěnou při povrchových podmínkách I., II. a III. druhu - teplota a tepelný tok. 9. Vícesměrné stacionární úlohy. Analytické řešení - metoda separace proměnných. Numerické řešení. 10. Nestacionární vedení tepla. Numerické řešení, stabilita, přesnost. 11. Fourierova - Kirchhoffova rovnice pro konvekci tepla. Přestup tepla mezi tekutinou a povrchem tuhého tělesa. Dynamická a tepelná mezní vrstva. Konkrétní hodnoty součinitele k. Využití teorie podobnosti pro řešení konvekčního sdílení tepla. Vliv změny teploty tekutiny na konvekci tepla. 12. Fyzikální základy záření. Základní pojmy. Planckův zákon. Wienův posunovací zákon. Stefanův-Boltzmannův zákon. Lambertův zákon. Radiační vlastnosti. Kirchhoffův zákon. 13. Spektrální radiační vlastnosti. Šedé těleso. Záření mezi tělesy v propustném prostředí. Index směrovosti. Základní pravidla. Záření mezi dvěma rovnoběžnými plochými povrchy, vliv stínění. Záření mezi dvěma zakřivenými povrchy. Záření plynů. Základní zákonitosti. Záření směsi plynů.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2014/2015 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 25 (25) 15
                Písemka Písemka 15  10
                Jiný typ úlohy Jiný typ úlohy 10  5
        Zkouška Zkouška 75 (75) 36
                Písemná zkouška Písemná zkouška 10  5
                Ústní zkouška Ústní zkouška 65  31
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R039) Tepelná technika a keramické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B3922) Ekonomika a řízení průmyslových systémů (3902R040) Automatizace a počítačová technika v průmyslu K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B3909) Procesní inženýrství (3909R014) Procesní inženýrství a metody kontroly kvality P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B3909) Procesní inženýrství (2805R002) Chemie a technologie ochrany životního prostředí P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R039) Tepelná technika a keramické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B3922) Ekonomika a řízení průmyslových systémů (3902R040) Automatizace a počítačová technika v průmyslu P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B3909) Procesní inženýrství (3909R014) Procesní inženýrství a metody kontroly kvality P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B3909) Procesní inženýrství (2805R002) Chemie a technologie ochrany životního prostředí P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R039) Tepelná technika a keramické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B3922) Ekonomika a řízení průmyslových systémů (3902R040) Automatizace a počítačová technika v průmyslu P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R039) Tepelná technika a keramické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B3922) Ekonomika a řízení průmyslových systémů (3902R040) Automatizace a počítačová technika v průmyslu K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R039) Tepelná technika a keramické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B3909) Procesní inženýrství (3909R014) Procesní inženýrství a metody kontroly kvality P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B3909) Procesní inženýrství (2805R002) Chemie a technologie ochrany životního prostředí P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B3922) Ekonomika a řízení průmyslových systémů (3902R040) Automatizace a počítačová technika v průmyslu P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R039) Tepelná technika a keramické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B3922) Ekonomika a řízení průmyslových systémů (3902R040) Automatizace a počítačová technika v průmyslu K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R039) Tepelná technika a keramické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B3909) Procesní inženýrství (3909R014) Procesní inženýrství a metody kontroly kvality P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B3909) Procesní inženýrství (2805R002) Chemie a technologie ochrany životního prostředí P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B3922) Ekonomika a řízení průmyslových systémů (3902R040) Automatizace a počítačová technika v průmyslu P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R039) Tepelná technika a keramické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B3922) Ekonomika a řízení průmyslových systémů (3902R040) Automatizace a počítačová technika v průmyslu K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R039) Tepelná technika a keramické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R039) Tepelná technika a keramické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B3909) Procesní inženýrství (3909R014) Procesní inženýrství a metody kontroly kvality P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B3909) Procesní inženýrství (2805R002) Chemie a technologie ochrany životního prostředí P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B3922) Ekonomika a řízení průmyslových systémů (3902R040) Automatizace a počítačová technika v průmyslu P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B3922) Ekonomika a řízení průmyslových systémů (3902R040) Automatizace a počítačová technika v průmyslu K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R039) Tepelná technika a keramické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B3909) Procesní inženýrství (3909R014) Procesní inženýrství a metody kontroly kvality P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B3922) Ekonomika a řízení průmyslových systémů (3902R040) Automatizace a počítačová technika v průmyslu P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2109) Metalurgické inženýrství (2109R039) Tepelná technika a keramické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B3922) Ekonomika a řízení průmyslových systémů (3902R040) Automatizace a počítačová technika v průmyslu K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B3909) Procesní inženýrství (2805R002) Chemie a technologie ochrany životního prostředí P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
FMMI 2017/2018 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok
FMMI 2016/2017 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok
FMMI 2015/2016 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok
FMMI_N 2014/2015 prezenční čeština povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok