• Úvod do problematiky sdílení tepla a proudění a mechaniky tekutin.
• 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.
• Sdílení tepla konvekcí. Přirozená a nucená konvekce. Součinitel přestupu tepla konvekcí. Kombinovaný konvekčně – kondukční přestup tepla.
• Základy podobnosti systémů – model a dílo. Zákony podobnosti, konstanty (kritéria) podobnosti, kriteriální rovnice. Fyzikální modelování vs. abstraktní modelování a realita.
• 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. Zření mezi tělesy – varianty. Indexy směrovosti. Radiace mezi plynem a povrchem tělesa.
• Vlastnosti tekutin - druhy tlaků, základní zákony ideálního plynu, stlačitelnost, roztažnost, rozpínavost, viskozita, povrchové napětí tekutin, termodynamika směsi plyn – pára. Ideální a skutečná tekutina.
• Hydromechanika. Základní rovnice hydrostatiky a hydromechaniky užívané při proudění tekutin (Eulerova, Navierova – Stokesova, Bernoulliho a rovnice kontinuity).
• Statika tekutin. Statika jednoho plynu. Statika dvou plynů. Aplikace.
• Dynamika tekutin. Reynoldsovo kritérium. Laminární proudění. Turbulentní proudění. Určení rychlosti. Specifika.
• Hydraulické ztráty. Třecí ztráty, místní ztráty a ztráty vztlakem. Ztráty tlaku v komínu. Základní rovnice a součinitelé ztrát.
• Výtok tekutin otvory při nízkých rychlostech. Rychlost, objemový a hmotnostní průtok.
• Využití komerčních softwarů v podmínkách sdílení tepla a proudění. Přehled modelů a metod tepelných procesů. Metoda konečných prvků a objemů (FEM/FVM/CFD) – využití a použití SW. Numerické simulace - postup sestavení úlohy. Výhody a nevýhody simulací a jak na to, aby simulace byla správná a využitelná v praxi.
• Vybrané příklady tepelných úloh a úloh proudění tekutin a jejich řešení pomocí komerčních softwarů. Edukativní animace a videa.
• 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.
• Sdílení tepla konvekcí. Přirozená a nucená konvekce. Součinitel přestupu tepla konvekcí. Kombinovaný konvekčně – kondukční přestup tepla.
• Základy podobnosti systémů – model a dílo. Zákony podobnosti, konstanty (kritéria) podobnosti, kriteriální rovnice. Fyzikální modelování vs. abstraktní modelování a realita.
• 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. Zření mezi tělesy – varianty. Indexy směrovosti. Radiace mezi plynem a povrchem tělesa.
• Vlastnosti tekutin - druhy tlaků, základní zákony ideálního plynu, stlačitelnost, roztažnost, rozpínavost, viskozita, povrchové napětí tekutin, termodynamika směsi plyn – pára. Ideální a skutečná tekutina.
• Hydromechanika. Základní rovnice hydrostatiky a hydromechaniky užívané při proudění tekutin (Eulerova, Navierova – Stokesova, Bernoulliho a rovnice kontinuity).
• Statika tekutin. Statika jednoho plynu. Statika dvou plynů. Aplikace.
• Dynamika tekutin. Reynoldsovo kritérium. Laminární proudění. Turbulentní proudění. Určení rychlosti. Specifika.
• Hydraulické ztráty. Třecí ztráty, místní ztráty a ztráty vztlakem. Ztráty tlaku v komínu. Základní rovnice a součinitelé ztrát.
• Výtok tekutin otvory při nízkých rychlostech. Rychlost, objemový a hmotnostní průtok.
• Využití komerčních softwarů v podmínkách sdílení tepla a proudění. Přehled modelů a metod tepelných procesů. Metoda konečných prvků a objemů (FEM/FVM/CFD) – využití a použití SW. Numerické simulace - postup sestavení úlohy. Výhody a nevýhody simulací a jak na to, aby simulace byla správná a využitelná v praxi.
• Vybrané příklady tepelných úloh a úloh proudění tekutin a jejich řešení pomocí komerčních softwarů. Edukativní animace a videa.