Přenos hybnosti, tepla a hmoty

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav procesní a zpracovatelské techniky

Anotace:

Základy bilancování přenosu v homogenních tekutinách. Navier-Stokesova rovnice. Přenos hybnosti v turbulentním proudění. Rovnice mechanické energie. Rozložení doby prodlevy. Přenos tepla vedením. Nucená a přirozená konvekce. Přenos tepla při změně skupenství a zářením. Vícesložkové systémy. Přenos hmoty molekulární difúzí, konvekcí, s chemickou reakcí a přenos hmoty mezi fázemi.

Požadavky:

Osnova přednášek:

Osnova

1.Úvod do předmětu, základy kartézského tenzorového počtu.

2.Základní bilanční rovnice. Základní rovnice přenosu, materiální derivace. Rovnice kontinuity. Bilance hybnosti - Cauchyho rovnice dynamické rovnováhy v kontinuu.

3. Bilance momentu hybnosti. Kinematika proudění tekutin. Konstitutivní rovnice.

4. Navier-Stokesova rovnice.

5. Inspekční analýza Navier-Stokesovy rovnice. Součinitel odporu při obtékání těles.

6. Limitní případy řešení Navier-Stokesovy rovnice. Inženýrská Bernoulliova rovnice. Darcy-Weissbachova rovnice. Součinitel třecí ztráty. Mezní vrstva.

7. Turbulentní proudění. Třecí ztráty a součinitel odporu při turbulentním proudění. Bilance mechanické energie.

8. Rozložení doby zdržení. Bilancování energie a přenos tepla. Fourierův zákon.

9. Fourier-Kirchhoffova rovnice. Fourierova rovnice. Stacionární vedení tepla. Tepelný odpor. Součinitel prostupu tepla.

10. Vícerozměrné případy vedení tepla. Vedení tepla s vnitřním zdrojem. Nestacionární vedení tepla.

11. Nucená konvekce. Analogie mezi přenosem hybnosti a tepla.

12. Přirozená konvekce. Smíšená konvekce. Přenos tepla při varu a kondenzaci.

13. Přenos tepla zářením. Základní pojmy a rovnice přenosu hmoty.

14. Fickův zákon. Přenos hmoty molekulární difúzí. Přenos hmoty s chemickou reakcí. Nestacionární přenos hmoty. Konvektivní přenos hmoty. Přenos hmoty mezi fázemi.

Osnova cvičení:

Osnova cvičení

1. Úvodní cvičení. Praktická ukázka aplikací poznatků z předmětu.

2. Základy tenzorového počtu - příklady. Aplikace integrální bilance momentu hybnosti.

3. Řešení jednorozměrných případů přenosu hybnosti.

4. Aproximativní řešení složitějších úloh přenosu hybnosti.

5. Řešení stacionárního přestupu tepla v tuhých tělesech bez a s vnitřním zdrojem tepla.

6. Řešení úloh nestacionárního vedení tepla v tuhých tělesech.

7. Konvektivní přenos tepla. Integrální bilance tepla - výměník tepla.

Cíle studia:

Studijní materiály:

Šesták J., Rieger F.: Přenos hybnosti, tepla a hmoty. Skriptum ČVUT.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: