635-3008/01 – Modelování tepelných procesů (MTP)
| Garantující katedra | Katedra tepelné techniky | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | prof. Dr. Ing. René Pyszko | Garant verze předmětu | prof. Dr. Ing. René Pyszko |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2014/2015 | Rok zrušení | 2022/2023 |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
- student bude umět aplikovat rozměrovou analýzu při řešení technických problémů
- řešit analyticky nebo numericky složitější úlohy transportu tepla vedení a konvekcí
- student bude umět aplikovat teoretické metody při řešení výměny tepla radiací mezi několika povrchy
- student bude umět popsat a analyzovat způsoby transportu tepla při plynulém odlévání
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Anotace
Předmět je zaměřen na teoretické a praktické přístupy k modelování transportu tepla. Pozornost je zejména věnována aplikaci teorie podobnosti, modelování vedení tepla v rovinné, válcové a kulové stěně při povrchové podmínce 1. a 3. typu a modelování výměny tepla radiací mezi více povrchy v diatermním prostředí. Znalosti jsou aplikovány na modelování přenosu tepla v procesu plynulého odlévání.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Nejsou žádné další požadavky.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Cíle modelování, druhy modelů. Fyzikální a matematické modelování.
2. Základy teorie podobnosti. Úplná fyzikální rovnice, podmínky jednoznačnosti. Konstanta podobnosti, indikátor podobnosti, kritérium. Odvození kriteriální rovnice metodou analýzy základních rovnic.
3. Princip rozměrové analýzy, aplikace na praktické problémy.
4. Modelování přenosu tepla vedením. Rovnice vedení tepla, Laplaceův operátor pro kartézské, cylindrické a sférické souřadnice.
5. Teplotní profil a tepelný tok ve válcové stěně. Kritický poloměr válcové stěny, kritický poloměr izolace válcové stěny. Teplotní profil a tepelný tok v kulové stěně.
6. Teplotní profil ve válcové stěně s vnitřním objemových tepelných zdrojem, elektrický vodič.
7. Vedení tepla tyčí (žebrem) konečné a nekonečné délky.
8. Modelování sdílení tepla zářením. Index směrovosti. Výměna tepla zářením mezi několika povrchy v průteplivém prostředí.
9. Numerické modely. Princip metody sítí metody a metody konečných prvků. Numerická náhrada derivací ve Fourierově rovnici vedení tepla. Srovnání explicitní, implicitní a smíšené metody sítí.
10. Metoda elementárních bilancí pro stacionární a nestacionární úlohu v kartézských a polárních souřadnicích.
11. Podmínka stability explicitní metody pro vnitřní a vnější element, fiktivní teplota. Přesnost numerického řešení.
12. Modelování fázové změny v teplotních numerických modelech.
13. Modelování plynulého odlévání, metody stanovení podmínek jednoznačnosti, Vliv jednotlivých parametrů na odvod tepla v krystalizátoru, odvod tepla v sekundární a terciární oblasti chlazení.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky