Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2022/2023

Sdílení tepla a proudění

Typ studia bakalářské
Jazyk výuky angličtina
Kód 635-2001/02
Zkratka STaP
Název předmětu česky Sdílení tepla a proudění
Název předmětu anglicky Heat Transfer and Fluid Mechanics
Kreditů 6
Garantující katedra Katedra tepelné techniky
Garant předmětu prof. Ing. Miroslav Příhoda, CSc.

Osnova předmětu

1. Konstanta podobnosti, kritérium podobnosti (simplex, komplex). Kriteriální rovnice.
2. Základní pojmy při proudění. Fyzikální vlastnosti tekutin. Základní druhy tlaku. Ztrátový tlak. Statika jednoho plynu. Výpočet atmosférického tlaku. Statika dvou plynů rozdílných vlastností. Eulerova rovnice statiky tekutin. Diferenciální rovnice pro tlakovou funkci.
3. Proudění tekutin - rozdělení. Obecná rovnice kontinuity. Rovnice kontinuity pro jednosměrné proudění. Pohybová rovnice Eulerova, substanční derivace. Rovnice Navierova - Stokesova. Rovnice Bernoulliho.
4. Druhy proudění skutečné tekutiny. Reynoldsovo kritérium. Laminární proudění v potrubí. Rychlostní profil. Hagenův - Poiseuilleův zákon. Turbulentní proudění. Mezní vrstva.
5. Hydraulické ztráty - tlaková ztráta, ztrátová výška. Ztráty třením, Darcyho - Weisbachův vztah. Typy drsnosti. Vliv drsnosti na hydraulické odpory. Součinitel tření u kruhového potrubí - 5 oblastí. Místní ztráty.
6. Výtok plynu otvory. Výtok plynu nízkými rychlostmi. Výtok plynu vysokými rychlostmi. Proudění v oblasti vysokých rychlostí. Jednoduchá tryska, Lavalova tryska. Odvození výšky komína.
7. Sdílení tepla - základní způsoby. Základní pojmy při vedení tepla. První Fourierův zákon. Součinitel tepelné vodivosti u plynů, kapalin a tuhých látek. Fourierova rovnice vedení tepla. Součinitel teplotní vodivosti. Podmínky jednoznačnosti.
8. Jednosměrné stacionární vedení tepla jednoduchou a složenou rovinnou a válcovou stěnou při povrchových podmínkách I., II. a III. druhu - teplota a tepelný tok.
9. Vícesměrné stacionární úlohy. Analytické řešení - metoda separace proměnných. Numerické řešení.
10. Nestacionární vedení tepla. Numerické řešení, stabilita, přesnost.
11. Fourierova - Kirchhoffova rovnice pro konvekci tepla. Přestup tepla mezi tekutinou a povrchem tuhého tělesa. Dynamická a tepelná mezní vrstva. Konkrétní hodnoty součinitele k. Využití teorie podobnosti pro řešení konvekčního sdílení tepla. Vliv změny teploty tekutiny na konvekci tepla.
12. Fyzikální základy záření. Základní pojmy. Planckův zákon. Wienův posunovací zákon. Stefanův-Boltzmannův zákon. Lambertův zákon. Radiační vlastnosti. Kirchhoffův zákon.
13. Spektrální radiační vlastnosti. Šedé těleso. Záření mezi tělesy v propustném prostředí. Index směrovosti. Základní pravidla. Záření mezi dvěma rovnoběžnými plochými povrchy, vliv stínění. Záření mezi dvěma zakřivenými povrchy. Záření plynů. Základní zákonitosti. Záření směsi plynů.

E-learning

http://katedry.fmmi.vsb.cz/635/; www.person.vsb.cz;
Průběžně dochází k rozšiřování e-learning prvků do výuky.

Povinná literatura

[1] PŘÍHODA, M., RÉDR, M. Sdílení tepla a proudění. 2. vyd. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2008. ISBN 978-80-248-1748-4.

Doporučená literatura

[1] RÉDR, M., PŘÍHODA, M. Základy tepelné techniky. 1. vyd. Praha: SNTL, 1991. ISBN 80-03-00366-0.
[2] JUREČKA, P. Proudění a sdílení tepla : cvičení do předmětu "Sdílení tepla a proudění“. 1. vyd. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2006. ISBN 80-248-1083-2.
[3] BÁLEK, S. Tepelně technické tabulky a diagramy. 2. vyd. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2005. ISBN 80-248-0828-5.