1. Úvod do problematiky sdílení tepla a proudění a mechaniky tekutin.
2. 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.
3. Sdílení tepla konvekcí. Přirozená a nucená konvekce. Součinitel přestupu tepla konvekcí. Kombinovaný konvekčně – kondukční přestup tepla.
4. Základy podobnosti systémů – model a dílo. Zákony podobnosti, konstanty (kritéria) podobnosti, kriteriální rovnice. Fyzikální modelování vs. abstraktní modelování a realita.
5. 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.
6. Vlastnosti tekutin - druhy tlaků, základní zákony ideálního plynu, stlačitelnost, roztažnost, rozpínavost, viskozita, povrchové napětí tekutin, termodynamika směsi plyn – pára. Ideální a skutečná tekutina.
7. Hydromechanika. Základní rovnice hydrostatiky a hydromechaniky užívané při proudění tekutin (Eulerova, Navierova – Stokesova, Bernoulliho a rovnice kontinuity).
8. Statika tekutin. Statika jednoho plynu. Statika dvou plynů. Aplikace.
9. Dynamika tekutin. Reynoldsovo kritérium. Laminární proudění. Turbulentní proudění. Určení rychlosti. Specifika.
10. Hydraulické ztráty. Třecí ztráty, místní ztráty a ztráty vztlakem. Ztráty tlaku v komínu. Základní rovnice a součinitelé ztrát.
11. Výtok tekutin otvory při nízkých rychlostech. Rychlost, objemový a hmotnostní průtok.
12. 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.
13. Vybrané příklady tepelných úloh a úloh proudění tekutin a jejich řešení pomocí komerčních softwarů. Edukativní animace a videa.
2. 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.
3. Sdílení tepla konvekcí. Přirozená a nucená konvekce. Součinitel přestupu tepla konvekcí. Kombinovaný konvekčně – kondukční přestup tepla.
4. Základy podobnosti systémů – model a dílo. Zákony podobnosti, konstanty (kritéria) podobnosti, kriteriální rovnice. Fyzikální modelování vs. abstraktní modelování a realita.
5. 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.
6. Vlastnosti tekutin - druhy tlaků, základní zákony ideálního plynu, stlačitelnost, roztažnost, rozpínavost, viskozita, povrchové napětí tekutin, termodynamika směsi plyn – pára. Ideální a skutečná tekutina.
7. Hydromechanika. Základní rovnice hydrostatiky a hydromechaniky užívané při proudění tekutin (Eulerova, Navierova – Stokesova, Bernoulliho a rovnice kontinuity).
8. Statika tekutin. Statika jednoho plynu. Statika dvou plynů. Aplikace.
9. Dynamika tekutin. Reynoldsovo kritérium. Laminární proudění. Turbulentní proudění. Určení rychlosti. Specifika.
10. Hydraulické ztráty. Třecí ztráty, místní ztráty a ztráty vztlakem. Ztráty tlaku v komínu. Základní rovnice a součinitelé ztrát.
11. Výtok tekutin otvory při nízkých rychlostech. Rychlost, objemový a hmotnostní průtok.
12. 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.
13. Vybrané příklady tepelných úloh a úloh proudění tekutin a jejich řešení pomocí komerčních softwarů. Edukativní animace a videa.