635-2032/01 – Sdílení tepla a proudění (STP)

Garantující katedraKatedra tepelné technikyKredity6
Garant předmětudoc. Ing. Adéla Macháčková, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Adéla Macháčková, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník3Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok 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.
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 18+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Student bude umět: - řešit základní úlohy a problémy z oblasti přenosu tepla – konvekcí, kondukcí a radiací ve vzájemné interakci s prostředím, - charakterizovat a použít základní zákony mechaniky tekutin a řešit jednoduché úlohy prodění tekutin, - využít nabytých znalostí z oblasti numerického modelování v prostředí komerčních SW založených na získaných teoretických znalostech z předmětu.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Sdílení tepla konvekcí, sdílení tepla kondukcí, sdílení tepla radiací. Základní zákony ve sdílení tepla, příklady sdílení tepla. Základní rovnice statiky a dynamiky tekutin. Tlakové ztráty. Výtok plynu otvory. Podobnost a modelování ve sdílení tepla a proudění tekutin. Numerické simulace a využití komerčních software na příkladech animací a videjí příkladů sdílení tepla.

Povinná literatura:

[1] MACHÁČKOVÁ, A., KOCICH, R. Sdílení tepla a proudění. Ostrava: VŠB-TUO, 2012. ISBN 978-80-248-2576-2. [2] PŘÍHODA, M., RÉDR, M. Sdílení tepla a proudění. Ostrava: VŠB-TUO, 2008. ISBN 978-80-248-1748-4. [3] BAŠTA, J. et al. Topenářská příručka: 120 let topenářství v Čechách a na Moravě. Svazek 1. 1. vyd. Praha: GAS, 2001. ISBN 80-86176-82-7. [4] LIENHARD IV, J. H., LIENHARD V, J. H. A Heat Transfer Textbook. 4th ed. Cambridge: Phlogiston Press, 2012.

Doporučená literatura:

[1] JUREČKA, P. Proudění a sdílení tepla : cvičení do předmětu "Sdílení tepla a proudění“. Ostrava: VŠB-TUO, 2006. ISBN 80-248-1083-2. [2] BÁLEK, S. Tepelně technické tabulky a diagramy. Ostrava: VŠB-TUO, 2005. ISBN 80-248-0828-5. [3] HAŠEK, P., KLEČKOVÁ, Z. Energetika v metalurgii:(cvičení). 2. vyd. Ostrava: VŠB-TU, 2002. ISBN 80-248-0016-0.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Písemný test a ústní zkouška.

E-learning

Další požadavky na studenta

Nejsou další požadavky.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

• Úvod do problematiky sdílení tepla a proudění a mechaniky tekutin. • Sdílení tepla kondukcí. Teplotní a tepelné pole, gradient teploty. 1. Fouriérův zákon – hustota tepelného toku, tepelný tok, teplo. 2. Fouriérův zákon – nestacionární a stacionární vedení tepla. Joule – Lenzův zákon. Součinitel tepelné vodivosti, součinitel teplotní vodivosti. Podmínky jednoznačnosti úloh vedení tepla a příklady vedení tepla. • Sdílení tepla konvekcí. Přirozená a nucená konvekce. Součinitel přestupu tepla konvekcí. Kombinovaný konvekčně – kondukční přestup tepla. • Základy podobnosti systémů – model a dílo. Zákony podobnosti, konstanty (kritéria) podobnosti, kriteriální rovnice. Fyzikální modelování vs. abstraktní modelování a realita. • Sdílení tepla radiací. Fyzikální podstata radiace a teorie. Radiační vlastnosti. Emisivita. Černé a šedé těleso. Zářivý tok, plošná zářivost. Pět zákonů – Planckův, Wienův, Stefanův- Boltzmannův, Lambertův, Kirchhoffův. Zření mezi tělesy – varianty. Indexy směrovosti. Radiace mezi plynem a povrchem tělesa. • Vlastnosti tekutin - druhy tlaků, základní zákony ideálního plynu, stlačitelnost, roztažnost, rozpínavost, viskozita, povrchové napětí tekutin, termodynamika směsi plyn – pára. Ideální a skutečná tekutina. • Hydromechanika. Základní rovnice hydrostatiky a hydromechaniky užívané při proudění tekutin (Eulerova, Navierova – Stokesova, Bernoulliho a rovnice kontinuity). • Statika tekutin. Statika jednoho plynu. Statika dvou plynů. Aplikace. • Dynamika tekutin. Reynoldsovo kritérium. Laminární proudění. Turbulentní proudění. Určení rychlosti. Specifika. • Hydraulické ztráty. Třecí ztráty, místní ztráty a ztráty vztlakem. Ztráty tlaku v komínu. Základní rovnice a součinitelé ztrát. • Výtok tekutin otvory při nízkých rychlostech. Rychlost, objemový a hmotnostní průtok. • Využití komerčních softwarů v podmínkách sdílení tepla a proudění. Přehled modelů a metod tepelných procesů. Metoda konečných prvků a objemů (FEM/FVM/CFD) – využití a použití SW. Numerické simulace - postup sestavení úlohy. Výhody a nevýhody simulací a jak na to, aby simulace byla správná a využitelná v praxi. • Vybrané příklady tepelných úloh a úloh proudění tekutin a jejich řešení pomocí komerčních softwarů. Edukativní animace a videa.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30  20
        Zkouška Zkouška 70  21
Rozsah povinné účasti: Min. 80 %-ní účast na cvičení.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (B0712A130004) Chemické a environmentální inženýrství P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2019/2020 (B0715A270006) Moderní produkce a zpracování kovových materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B0713A070001) Tepelně energetické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B0715A270006) Moderní produkce a zpracování kovových materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B0713A070001) Tepelně energetické inženýrství K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku