Předmět Termomechanika 2 (KKE / TM2)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu KKE / TM2 - Termomechanika 2, Fakulta strojní, Západočeská univerzita v Plzni (ZČU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

Témata přednášek podle týdnů:1.týden Úvod. Základní vztahy a rovnice pro laminární proudění a konvekci: napěťový tenzor, rovnice stavu, Navier-Stokesova rovnice, rovnice spojitosti a odvození energetické rovnice.2. týden: Disipace a zjednodušení energetické rovnice na rovnici Fourier-Kirchhoffovu, teplotní pole, Biot-Fourierův zákon a tepelná vodivost.3. týden: Newtonů zákon pro konvektivní přestup tepla. Rovnice popisující turbulentní proudění a přenos tepla, vytvořené na základě fluktuací rychlosti a teploty (Van Driestova a Reynoldsova úprava).4. týden: Prandtlův model pro turbulentní smykové napětí a tepelný tok. Podmínky jednoznačnosti: geometrické, fyzikální, časové a okrajové. Teorie podobnosti ve sdílení tepla. Odvození kriterií podobnosti.5. týden: Proces přípravy kriteriální rovnice. Vedení tepla v tělese jednoduché geometrie při prostých podmínkách - ustálený proces.6.týden: Tepelná izolace. Ustálené vedení tepla v tenké prizmatické tyči, v kruhovém příčném žebru a v podélném žebru proměnlivého příčného průřezu.7.týden: Neustálené vedení tepla řešené analytickými a numerickými metodami: periodický a aperiodický případ. Nestacionární proces řešený numericky a graficky.8. týden: Konvekce. Rychlostní a teplotní mezní vrstva. Definice náhradních tlouštěk. Rozdělení rychlosti a teploty v mezní vrstvě (Pohlhausenova metoda).9. týden: Integrální rovnice teplotní mezní vrstvy. Výpočet součinitele přestupu tepla na desce použitím integrálních rovnic pro rychlostní a teplotní mezní vrstvu.10.týden: Výpočet sdílení tepla při vysokém teplotním gradientu. Přirozená konvekce: odvození příslušných kriterií podobnosti a zavedení platné kriteriální rovnice pro některé gometrie: rovinná stěna, válec, štěbina.11. týden: Nucená konvekce v trubkách a kanálech. Odvození kriterií podobnosti a představení platných kriteriálních rovnic pro kanály a příčně obtékané trubky a svazky trub. Problematika vstupních úseků kanálů. Přestup tepla ve vařicí kapalině a v kondenzující páře.12.týden: Výměníky tepla včetně speciálních. Výpočet výhřevné plochy. Přenos hmotnosti, Fikkův zákon, podobnost rovnic přenosu hmotnosti a přestupu tepla.13. týden: Sálání. Základní 4 zákony. Planckův, Steffan-Boltzmanův, Kirchhoffův a Lambertův. Sálání mezi paralelními stěnami a mezi zcela obecně položenými povrchy. Sálavost plynů.Obsah seminářů podle týdnů:1.týden: Ustálené rozložení teploty v rovinné stěně a ve válcové trubici s vnitřním zdrojem tepla.2.týden: Ustálené teplotní pole v rovinné stěně mající tepelnou vodivost závislou na teplotě a s ohledem na vnitřní zdroj tepla při různých okrajových podmínkách.3. týden: 1. test (10 min.).Neustálené teplotní pole v tělese řešené analytickou Fourierovou metodou.4. týden: Řešení předchozí úlohy numerickou a grafickou metodou.5.týden: 2. test (10 min.).2-rozměrné ustálené úlohy řešené přibližnou metodou využívající tvarový faktor.6.týden: Zadání 1. semestrální práce. Řešení laminární mezní vrstvy.7.týden: 3. test. Řešení turbulentní mezní vrstvy.8.týden: Přirozená konvekce na vodorovném a svislém válci9.týden: 4. test. Přestup tepla v příčně obtékaném trubkovém svazku. Návrh horizontálního kondenzátoru páry.10.týden: Zadání 2. semestrální práce. Přestup tepla v jaderném reaktoru11.týden: 5. test. Var kapaliny. Stékání blány kondenzátu na svislé stěně.12.týden: Přenos hmotnosti v klidném a v proudícím dvoufázovém prostředí.13.týden: 6. test. Výměna tepla sáláním mezi tělesy.

Získané způsobilosti

Student bude znát mechanizmy sdílení tepla a metody řešení kondukce, konvekce a radiace. Bude schopen řešit, a to analyticky, numericky popř experimentálně, jednodušší případy sdílení tepla v zařízeních průmyslové praxe. Bude schopen fundovaně pracovat se složitými komerčními programy, protož je obeznámen s matematickým aparátem v nich používaným.

Literatura

Šesták, Jiří; Rieger, František. Přenos hybnosti, tepla a hmoty. 2. vyd. Praha : Vydavatelství ČVUT, 2001. ISBN 80-01-01715-X.Jícha, Miroslav. Přenos tepla a látky. Brno : CERM, 2001. ISBN 80-214-2029-4.Sazima, Miroslav. Sdílení tepla. 2. vyd, dotisk. Praha : Vydavatelství ČVUT, 1980.

Požadavky

Dva písemné referáty a šest kontrolních testů pro zápočet.Zkouška: ústní - týká se odpřednesené teorie

Garant

Prof. Ing. Jiří Linhart, CSc.