PředmětyPředměty(verze: 855)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Tepelné procesy - M409016
Anglický název: Heat transfer
Zajišťuje: Ústav chemického inženýrství (409)
Platnost: od 2019
Semestr: letní
Body: letní s.:4
E-Kredity: letní s.:4
Způsob provedení zkoušky: letní s.:
Rozsah, examinace: letní s.:2/1 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen / neomezen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh: navazující magisterské
Garant: Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D.
Neslučitelnost : AM409016
Záměnnost : AM409016, N409067
Je neslučitelnost pro: AM409016
Je záměnnost pro: AM409016
Termíny zkoušek   Rozvrh   
Anotace -
Poslední úprava: Hladíková Jana (16.01.2018)
Předmět je zaměřen na popis a analýzu mechanizmů sdílení tepla v různých typech chemicko-inženýrských systémů. V první části předmětu je probírána teorie sdílení tepla vedením a jsou řešeny praktické úlohy spojené se sdílením tepla v rovinných, válcových nebo žebrovaných tělesech. Dále je předmět zaměřen na popis mechanizmu sdílení tepla prouděním a na praktické úlohy ze sdílení tepla při proudění v potrubích, při obtékání těles a při volné konvekci. Probírán je též úvod do sdílení tepla sáláním.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Hladíková Jana (16.01.2018)

Studenti budou umět:

Vytvořit matematický popis sdílení tepla vedením, prouděním a sáláním v různých typech systémů.

Vyřešit základní problémy ze sdílení tepla pomocí analytických a numerických nástrojů.

Analyzovat tepelně-transportní děje v chemicko-inženýrských systémech.

Kvalitativně posuzovat vhodnost navrhovaných tepelně-transportních řešení u tepelných výměníků, tepelných izolací, proudových sušáren a mnoha dalších zařízení.

Literatura -
Poslední úprava: Hladíková Jana (16.01.2018)

Z Elektronické přednáškové a cvičební materiály k předmětu - autor M. Přibyl

D Deen M., Analysis of transport phenomena, Oxford UP, New York, 1998, 0-19-508494-2

D Nellis G., Klein S., Heat transfer, Cambridge UP, Cambridge, 2009, 978-0-521-88107

D Bird R.B., Stewart W.E., Lightfoot E.N., Transport phenomena, Wiley, New York, 2007, 978-0-470-11539-8

Studijní opory -
Poslední úprava: Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D. (01.02.2018)

http://uchi.vscht.cz/index.php/cs/studium/magisterske-studium

Sylabus -
Poslední úprava: Kubová Petra Ing. (24.02.2018)

1. Skalární, vektorové a tenzorové veličiny. Skalární součin, vektorové diferenciální operátory, materiálová derivace, objemové a plošné integrály, bilance hmoty v obecném objemu. Transformace rovnic do bezrozměrného tvaru, škálování veličin.

2. Vedení tepla, Fourierův zákon. Fourierova rovnice, odvození pro obecný kontrolní objem, okrajové podmínky. Charakteristický čas vedení tepla. Biotovo číslo.

3. Ustálené vedení tepla v desce proměnné tloušťky. Ustálené vedení v tyči kruhového průřezu.

4. Transport tepla žebrovaným povrchem, tenkovrstvá aproximace, účinnost výměny tepla přes žebrovaný povrch.

5. Ustálené vedení tepla ve více dimenzích (těleso obdélníkového průřezu) a neustálené vedení tepla (transport tepla membránou).

6. Kombinovaný transport tepla vedením a konvekcí. Odvození Fourier-Kirchhoffovy rovnice pro obecný kontrolní objem. Pécletovo číslo.

7. Transport tepla při pístovém toku (deska pohybující se teplotními zónami). Spojitost teploty a intenzity toku tepla v rozhraní teplotních zón.

8. Nusseltovo číslo, kvalitativní popis vstupní a vyvinuté oblasti při laminárním proudění v trubce. Vstupní oblast při laminárním toku s parabolickým profilem trubkou, vyjádření Nusseltova kritéria ve vstupní oblasti, asymptotické řešení. Nusseltovo číslo ve vyvinuté oblasti.

9. Transport tepla při obtékání koule, Nusseltovo kritérium pro obtékanou kouli. Teplotní a rychlostní podvrstva, Prandtlovo číslo.

10. Volná konvekce, dynamický tlak, objemová teplotní roztažnost, Boussinesquova aproximace. Bilance hmoty, hybnosti a tepelné energie v systémech s volnou konvekcí založené na Boussinesquově aproximaci. Grashofovo číslo. Volná konvekce mezi dvěma vertikálními deskami.

11. Transport tepla při proudění v turbulentní oblasti, fluktuace teploty, zprůměrněná Fourierova-Kirchhoffova rovnice, konstitutivní rovnice pro tok tepla turbulencí, odhad difuzivity teplotních vírů, koeficient přestupu tepla při turbulenci.

12. Transport tepla při varu, fáze varu, var v systému s netekoucí tekutinou.

13. Transport tepla při kondenzaci, filmová kondenzace na vertikální stěně.

14. Sálání, zářivé vlastnosti povrchů, Stefanův-Boltzmannův zákon, absolutně černé těleso, šedé těleso, sdílení tepla při sálání mezi absolutně černými povrchy, view faktor, radiační clony.

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Jahoda Milan doc. Dr. Ing. (26.02.2018)

Chemické inženýrství I (A)

Matematika A

Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D. (22.02.2018)

K udělení zápočtu je nutné předložit vyřešený projekt a splnit jeden kontrolní test minimálně na 50 % bodového hodnocení. Pro splnění ústní zkoušky musí student úspěšně zodpovědět dvě otázky ze seznamu otázek. Výsledná známka je vypočítána z úspěšnosti kontrolního testu a ústní části zkoušky.

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Účast na přednáškách 1 28
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi 1,5 42
Příprava na zkoušku a její absolvování 1 28
Účast na seminářích 0,5 14
4 / 4 112 / 112
Hodnocení studenta
Forma Váha
Obhajoba individuálního projektu 10
Zkouškový test 50
Ústní zkouška 40

 
VŠCHT Praha