635-2001/02 – 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 graduální
Jazyk výukyangličtina
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.
PR150 prof. Ing. Miroslav Příhoda, CSc.
PYS30 prof. Dr. Ing. René Pyszko
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
Kombinovaná 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.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
FMT+9360 2022/2023 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMT+9360 2021/2022 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMT+9360 2021/2022 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMT+9360 2020/2021 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMT 2019/2020 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok
FMT-nově akreditované-příprava 2019/2020 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMMI 2018/2019 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok