Předmět Sdílení tepla a proudění (STP)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu STP - Sdílení tepla a proudění, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

- 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

Osnova

Přednáška:Teorie podobnosti. Podobnost. Konstanta podobnosti, indikátor podobnosti, kritérium podobnosti. Kriteriální rovnice.Analýza základních rovnic.Proudění. Základní pojmy. Fyzikální vlastnosti tekutin. Základní druhy tlaku – geometrický, statický, dynamický,ztrátový. Statika tekutin. Statika jednoho plynu. Výpočet atmosférického tlaku. Statika dvou plynů rozdílných vlastností.Eulerova rovnice statiky tekutin. Diferenciální rovnice pro tlakovou funkci. Dynamika tekutin. Proudění tekutin – rozdělení. Rovnice kontinuity obecná, rovnice kontinuity pro jednosměrné proudění.Pohybová rovnice Eulerova, substanční derivace. Rovnice Navierova – Stokesova. Rovnice Bernoulliho. Druhy proudění skutečné tekutiny. Reynoldsovo kritérium. Laminární proudění v potrubí. Rychlostníprofil, Hagenův–Poiseulleův zákon. Turbulentní proudění. Mezní vrstva. Hydraulické ztráty – tlaková ztráta, ztrátová výška. Ztráty třením – Darcyho–Weisbachůvvztah. Typy drsnosti. Vliv drsnosti na hydraulické odpory.Součinitel tření u kruhového potrubí – 5 oblastí. Součinitel tření u nekruhového potrubí. Místní ztráty. Výtokplynu otvory. Výtok plynu nízkými rychlostmi. Výtok plynu vysokými rychlostmi.Kritický tlak, hustota, teplota, rychlost. Kritický hmotnostní průtok. Proudění v oblasti vysokých rychlostí. Jednoduchátryska, Lavalova tryska. Odvod spalin – výška komína. Sdílení tepla – základní způsoby. Vedení tepla. Základní pojmy. První Fourierův zákon. Součinitel tepelné vodivostipro plyny, kapaliny, tuhé látky. Fourierova rovnice vedení tepla. Podmínky jednoznačnosti.Stacionární vedení tepla rovinnou stěnou – povrchová podmínka I. druhu, II. druhu, III. druhu. Složená rovinnástěna.Stacionární vedení tepla válcovou stěnou – povrchová podmínka I. druhu, II. druhu, III. druhu. Složená válcovástěna.Vícesměrné stacionární úlohy: analytické řešení – metoda separace proměnných, numerické řešení. Nestacionární vedenítepla – numerické řešení. Konvekce tepla. Fourierova – Kirchhoffova rovnice. Přestup tepla mezi tekutinou a povrchem tuhého tělesa. Konkrétníhodnoty součinitele přestupu tepla konvekcí. Střední součinitel přestupu tepla konvekcí. Využití teorie podobnostipro řešení konvekčního sdílení tepla. Volná a nucená konvekce tepla. Vliv změny teploty tekutiny na konvekci tepla.Sdílení tepla zářením. Fyzikální základy záření. Planckův zákon. Wienův posunovací zákon. Stefanův–Boltzmannůvzákon. Lambertův zákon. Radiační vlastnosti. Kirchhoffův zákon.Spektrální radiační vlastnosti. Šedé těleso. Záření mezi tělesy v propustném prostředí. Index směrovosti (úhlovýkoeficient). Záření mezi dvěma rovnoběžnými plochými povrchy, vliv stínění. Záření mezi dvěma zakřivenými povrchy.Záření plynů, záření směsi plynů.Cvičení:Základní termodynamické parametry, fyzikální vlastnosti tekutin. Základní zákony ideálních plynů, statika a dynamika tekutin.Výpočet tlakových ztrát, ztráty třením, místními odpory a vztlakem.Výtoky plynů otvory při nízkých a vysokých rychlostech pomocí jednoduché a Lavalovy trysky.Přirozený odvod spalin, výpočet základních parametrů komína.Kontrolní písemka.Sdílení tepla vedením, I. Fourierův zákon vedení tepla, rovinná a válcová stěna.Sdílení tepla konvekcí, základní kritéria podobnosti, přirozená a nucená konvekce.Sdílení tepla zářením, výměna tepla mezi dvěma tělesy, vliv stínící plochy, záření plynů.Kombinovaný přestup tepla.Kontrolní písemka. Zápočet.

Literatura

PŘÍHODA, M., RÉDR, M. Sdílení tepla a proudění. Ostrava : VŠB TU, 2008. 180 s.

Požadavky

Předmět nemá žádné korekvizity.

Garant

prof. Ing. Miroslav Příhoda, CSc.

Vyučující

Ing. Jiří Burdadoc. Ing. Adéla Macháčková, Ph.D.Ing. Mario MachůIng. Lucie MervováBc. Sylva Moniakováprof. Ing. Miroslav Příhoda, CSc.doc. Dr.Ing. René PyszkoIng. Marek Velička, Ph.D.