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

Garantující katedraKatedra tepelné technikyKredity6
Garant předmětudoc. Ing. Marek Velička, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Marek Velička, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník3Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BUR19 Ing. Jiří Burda, Ph.D.
MAC589 Ing. Mario Machů, Ph.D.
RIG005 Ing. et Ing. David Rigo
VEL37 doc. Ing. Marek Velička, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+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 videí 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 bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30  20
        Zkouška Zkouška 70  21 3
Rozsah povinné účasti: Min. 80 %-ní účast na cvičení.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Splnění všech povinných úkolů v individuálně dohodnutých termínech.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2025/2026 (B0712A130004) Chemické a environmentální inženýrství ZCI P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2024/2025 (B0712A130004) Chemické a environmentální inženýrství ZPI P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2024/2025 (B0214A270001) Umělecké slévárenství P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2023/2024 (B0214A270001) Umělecké slévárenství P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2023/2024 (B0715A270006) Moderní produkce a zpracování kovových materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2023/2024 (B0715A270006) Moderní produkce a zpracování kovových materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2023/2024 (B0712A130004) Chemické a environmentální inženýrství ZPI P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2022/2023 (B0712A130004) Chemické a environmentální inženýrství ZPI P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2022/2023 (B0214A270001) Umělecké slévárenství P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2022/2023 (B0713A070001) Tepelně energetické inženýrství STZ P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (B0713A070001) Tepelně energetické inženýrství STZ K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (B0715A270006) Moderní produkce a zpracování kovových materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (B0715A270006) Moderní produkce a zpracování kovových materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2021/2022 (B0214A270001) Umělecké slévárenství P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2021/2022 (B0712A130004) Chemické a environmentální inženýrství ZPI P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2021/2022 (B0713A070001) Tepelně energetické inženýrství STZ K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2021/2022 (B0713A070001) Tepelně energetické inženýrství STZ P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2021/2022 (B0715A270006) Moderní produkce a zpracování kovových materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2021/2022 (B0715A270006) Moderní produkce a zpracování kovových materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (B0712A130004) Chemické a environmentální inženýrství ZPI P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2020/2021 (B0713A070001) Tepelně energetické inženýrství STZ K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (B0713A070001) Tepelně energetické inženýrství STZ P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (B0715A270006) Moderní produkce a zpracování kovových materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (B0715A270006) Moderní produkce a zpracování kovových materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (B0214A270001) Umělecké slévárenství P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (B0712A130004) Chemické a environmentální inženýrství ZPI 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 STZ 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 STZ K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky



2023/2024 zimní
2022/2023 zimní
2021/2022 zimní
2020/2021 zimní