Přenos hybnosti, tepla a hmoty

Garant předmětu:

Tomáš Jirout

Přednášející:

Martin Dostál, Tomáš Jirout

Cvičící:

Vojtěch Bělohlav, Martin Dostál, Tomáš Jirout, Adam Krupica, Filip Randák, Jan Skočilas

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.

Studijní materiály a podklady v IS Moodle CVUT.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost T4:D1-266 Jirout T. 08:00–10:30 (přednášková par. 1) Dejvice Posluchárna 266
Út	místnost T4:A1-306 Dostál M. 09:00–10:30 (přednášková par. 2) Dejvice Učebna 306 místnost T4:A1-306 Dostál M. 09:00–10:30 (přednášková par. 2 paralelka 201) Dejvice Učebna 306
St	místnost T4:C1-311 Skočilas J. 09:00–10:30 (přednášková par. 1 paralelka 103) Dejvice Učebna 311místnost T4:C1-311 Dostál M. 14:15–15:45 (přednášková par. 1 paralelka 105) Dejvice Učebna 311místnost T4:C1-311 Krupica A. 17:45–19:15 (přednášková par. 1 paralelka 107) Dejvice Učebna 311 místnost T4:C1-311 Skočilas J. 12:30–14:00 (přednášková par. 1 paralelka 106) Dejvice Učebna 311místnost T4:C1-311 Krupica A. 16:00–17:30 (přednášková par. 1 paralelka 108) Dejvice Učebna 311
Čt	místnost T4:C1-311 Randák F. 12:30–14:00 (přednášková par. 1 paralelka 104) Dejvice Učebna 311místnost T4:C1-311 Jirout T. 14:15–15:45 (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice Učebna 311místnost T4:C1-311 Randák F. 16:00–17:30 (přednášková par. 1 paralelka 102) Dejvice Učebna 311
Pá

Předmět je součástí následujících studijních plánů: