Преношење топлоте и супстанције

ID: 0350
врста предмета: научно-стручни
носилац предмета: Саљников В. Александар
извођачи: Коматина С. Мирко
контакт особа: Коматина С. Мирко
ниво студија: мастер академске студије
ЕСПБ: 6
облик завршног испита: писмени+усмени
катедра: катедра за термомеханику

извођења

циљ

Студенти ће овладати знањима из - преношења топлоте и супстанције - научне дисциплине која је основа за пројектовање уређаја и постројења у процесној техници, термотехници и термо-енергетици. Студенти ће изучити стационарно и нестационарно провођење топлоте, принудно и природно прелажење топлоте и - прелажење топлоте при кондензацији односно кључању; и преношење топлоте зрачењем, савремене методе прорачуна размењивача топлоте и - начине преношења супстанције (масе).

исход

По успешном завршетку курса, студенти би требало да буду оспособљени да: •Протумаче и анализирају проблеме нестационарног провођења топлоте у телима различите геометрије и такође да их примене на конкретним проблемима. •Објасне пролажење топлоте у полубесконачним телима. •Изврше прорачун пролажења топлоте у полубесконачним телима. •Примене нумеричке методе при решавању проблема нестационарног провођења топлоте. •Примене основне законе зрачења при прорачуну зрачења смеше гасова. •Протумаче, објасне и примене основне законе прелажења супстанције на решавање комбинованих проблема простирања топлоте и супстанције.

садржај теоријске наставе

1. Провођење топлоте (топлотна кондукција) - основни појмови, Фуријеов закон, Фуријеова диференцијална једначина; стационарна кондукција; штапови и ребра; нестационарна кондукција; нумеричке и друге методе. 2. Прелажење топлоте (топлотна конвекција) - кондукција и адвекција; Tеорија сличности, принудна и природна конвекција; и при кондензацији и кључању. 3. Предајници (размењивачи) топлоте - метода средње логаритамске разлике температура; метода ефикасности предајника и броја јединица преношења топлоте (ε-NTU метода). 4. Топлотно зрачење (топлотна радијација) - основни механизми, таласна и квантна теорија, основни закони; зрачење између 2 површи између којих је двоатоман (топлотно транспарентан) гас или смеша троатомних СО2 и Н2О, тј. гасова "ефекта стаклене баште". 5. Преношење супстанције (пренос масе) - дифузија, градијент концентрације, дифузивност и Фиков закон. Прелажење масе и бездимензионални бројеви.

садржај практичне наставе

1. Рачунски примери: стационарно провођење топлоте, тела са унутрашњим изворима топлоте, критична дебљина изолације цеви, штапови и ребра. Hестационарно провођење топлоте, тела са коначним и бесконачно малим отпорима провођењу топлоте, полубесконачно тело; нумеричке методе. 2. Рачунски примери: принудна и природна конвекција: одређивање Нуселтовог броја и коефицијента прелажења топлоте, топлотна конвекција при кључању и кондензацији. 3. Рачунски примери: размењивачи топлоте - метода средње логаритамске разлике температура; метода ефикасности предајника и броја јединица преношења топлоте (ε-NTU метода); 4. Рачунски примери: пренос топлоте зрачењем између две сучељене површи: А) између тих површи је топлотно транспарентан гас; Б) између њих је смеша СО2 и Н2О, тј. гасова "стаклене баште". 5. Рачунски примери: дифузијa масе, градијент концентрације, дифузивност и Фиков закон; прелажење масе и бездимензионални критеријуми.

услов похађања

Неопходни: Физика, Термодинамика Б Пожељни: Хидраулика и пнеуматика (Механика флуида)

ресурси

1. Хендаути из простирања топлоте и супстанције, сајт Машинског факултета, Београд. 2. Милинчић, Д.: Простирање топлоте, Машински факултет, Београд, 1989. 3. Козић, Ђ., Гојак, М., Коматина, М., Антонијевић, Д., Саљников, А.: Збирка задатака из преношења топлоте, Машински факултет, Београд, 2002. 4. Милинчић, Д., Васиљевић, Б., Ђорђевић, Р.: Проблеми из преношења топлоте, Машински факултет, Београд, 1991. 5. Козић, Ђ., Васиљевић, Б., Бекавац, В.:Приручник за термодинамику, Машински факултет, Београд, 2006.

фонд часова

укупан фонд часова: 75

активна настава (теоријска)

ново градиво: 20
разрада и примери (рекапитулација): 10

активна настава (практична)

аудиторне вежбе: 20
лабораторијске вежбе: 0
рачунски задаци: 5
семинарски рад: 5
пројекат: 0
консултације: 0
дискусија/радионица: 0
студијски истраживачки рад: 0

провера знања

преглед и оцена рачунских задатака: 0
преглед и оцена лабораторијских извештаја: 0
преглед и оцена семинарских радова: 0
преглед и оцена пројекта: 0
колоквијум са оцењивањем: 5
тест са оцењивањем: 5
завршни испит: 5

провера знања (укупно 100 поена)

активност у току предавања: 0
тест/колоквијум: 60
лабораторијска вежбања: 0
рачунски задаци: 0
семинарски рад: 0
пројекат: 0
завршни испит: 40
услов за излазак на испит (потребан број поена): 20

литература

F.P. Incropera, D.P. deWitt: Fundamentals of Heat Transfer, John Wiley & Sons, 1980.; J.P. Holman: Heat Transfer, McGraw Hill, 2002;