Przepływ ciepła
Kierunek:
Mechatronika
Rodzaj studiów i semestr: stacjonarne I st. sem.VII
Punkty ECTS: 3
Prowadzący:
prof. dr hab. inż. Ewa
Majchrzak ,
dr inż. Mirosław
Dziewoński,
dr inż. Marek Jasiński,
dr inż. Grażyna Kałuża,
dr inż. Marek Paruch,
dr inż. Jolanta
Dziatkiewicz, dr inż.
Łukasz Turchan
Opis przedmiotu
 W
ramach przedmiotu omawiane są podstawowe sposoby przekazywania ciepła,
czyli przewodzenie ciepła, promieniowanie i konwekcja. Rozważania
teoretyczne uzupełniono licznymi przykładami analizy zjawisk cieplnych
wykorzystywanych w technice i medycynie (radiatory, grzejniki,
ocieplanie budynków, ekrany cieplne, krioterapia, hipertermia).
Program przedmiotu
-
Wykład: 15 godzin w semestrze
-
Laboratorium: 15 godzin w semestrze
Tematyka wykładów
-
 Sposoby
przekazywania ciepła: przewodzenie,
promieniowanie, konwekcja. Przewodzenie
ciepła: prawo Fouriera, równania
Fouriera, Poissona i Laplace’a. Warunki
jednoznaczności.
-
Ustalony przepływ ciepła – model
jednowymiarowy. Przegrody płaskie,
cylindryczne i sferyczne. Zastosowania
techniczne.
-
Nieustalony przepływ ciepła – model
jednowymiarowy. Analiza przepływu ciepła
w ściance, warstwie cylindrycznej i
warstwie sferycznej. Zastosowania
techniczne.
-
 Promieniowanie
cieplne. Ciało doskonale czarne, szare,
białe. Intensywność promieniowania.
Emisyjność. Podstawowe prawa
promieniowania.
-
Promieniowanie cieplne. Stosunek
konfiguracji. Prawo zamkniętości. Prawo
wzajemności. Bilans jasności. Wzór
Eckerta. Zastosowania techniczne -
ekrany cieplne.
-
Konwekcja. Analiza wymiarowa. Liczby
kryterialne. Konwekcja swobodna
i wymuszona: równania kryterialne.
-
Metody
pomiaru temperatury. Zastosowanie
termowizji w technice i medycynie.
Tematyka laboratorium
-
Ustalony
przepływ ciepła: ścianka, walec, kula.
Rozwiązania analityczne równań z
warunkami brzegowymi pierwszego rodzaju.
-
Ustalony
przepływ ciepła: ścianka, walec, kula.
Rozwiązania analityczne równań z różnego
rodzaju warunkami brzegowymi.
-
Przegrody płaskie, cylindryczne i
sferyczne – wyznaczanie ilości ciepła
przepływającego przez przegrody oraz
współczynnika wnikania.
-
Wyznaczanie intensywności emisji i
gęstości intensywności własnej.
-
Sporządzanie bilansów jasności dla
układów zamkniętych
wielopowierzchniowych. Ekrany cieplne –
wyznaczanie strumieni ciepła przed i po
zainstalowaniu ekranu.
-
Wykonanie pomiarów temperatury za pomocą
kamery termowizyjnej.
-
Zastosowanie pakietu MARC/MENTAT do
obliczeń rozkładów temperatury.
Warunki zaliczenia
Literatura
-
Kostowski E.:
„Przepływ ciepła”, Wyd. Pol. Śląskiej, Gliwice, kilka
wydań.
-
Kostowski E. (red),
Praca zbiorowa, „Zbiór zadań z przepływu ciepła”,
Wyd. Pol. Śląskiej, Gliwice, kilka wydań.
-
Szargut J.:
„Termodynamika”, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2000.
-
Kostowski E.:
„Promieniowanie cieplne”, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa
1993.
-
B.Więcek, G.De Mey,
Termowizja w podczerwieni. Podstawy i zastosowania, Wyd.
PAK, 2011.
|