635-2032/06 – Sdílení tepla a proudění (STP)
| Garantující katedra | Katedra tepelné techniky | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Marek Velička, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Marek Velička, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2023/2024 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | bakalářské |
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:
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
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
1. Úvod do problematiky sdílení tepla a proudění a mechaniky tekutin.
2. 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.
3. Sdílení tepla konvekcí. Přirozená a nucená konvekce. Součinitel přestupu tepla konvekcí. Kombinovaný konvekčně – kondukční přestup tepla.
4. Základy podobnosti systémů – model a dílo. Zákony podobnosti, konstanty (kritéria) podobnosti, kriteriální rovnice. Fyzikální modelování vs. abstraktní modelování a realita.
5. 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. Záření mezi tělesy – varianty. Indexy směrovosti. Radiace mezi plynem a povrchem tělesa.
6. Vlastnosti tekutin – druhy tlaků, zákony ideálního plynu, stlačitelnost, roztažnost, rozpínavost, viskozita, povrchové napětí tekutin, termodynamika směsi plyn – pára. Ideální a skutečná tekutina.
7. Hydromechanika. Základní rovnice hydrostatiky a hydromechaniky užívané při proudění tekutin (Eulerova, Navierova–Stokesova, Bernoulliho a rovnice kontinuity).
8. Statika tekutin. Statika jednoho plynu. Statika dvou plynů. Aplikace.
9. Dynamika tekutin. Reynoldsovo kritérium. Laminární proudění. Turbulentní proudění. Určení rychlosti proudění tekutiny.
10. Hydraulické ztráty. Třecí ztráty, místní ztráty a ztráty vztlakem. Ztráty tlaku v komínu. Základní rovnice a součinitelé ztrát.
11. Výtok tekutin otvory při nízkých a vysokých rychlostech.
12. Příklady využití komerčních softwarů v podmínkách sdílení tepla a proudění. Obecný přehled modelů a metod tepelných procesů pro numerické simulace.
13. Vybrané příklady tepelných úloh a úloh proudění tekutin a jejich řešení pomocí softwarů. Edukativní animace a videa.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.