Φαινόμενα Μεταφοράς ΙΙ

Γενικά στοιχεία

 

Περιγραφή

Το μάθημα εστιάζεται στο γνωστικό πεδίο των Φαινομένων Μεταφοράς Θερμότητας και Μάζας.

⦁         Μεταφορα Θερμότητας:

Γίνεται σύντομη αναφορά στους τρεις μηχανισμούς μεταφοράς θερμότητας (αγωγή, συναγωγή και ακτινοβολία) και καλύπτονται αναλυτικά τα αντικείμενα αγωγής και συναγωγής. Στην αγωγή εξετάζονται οι περιπτώσεις μονοδιάστατης και πολυδιάστατης αγωγής σε μόνιμη κατάσταση, καθώς και χαρακτηριστικά προβλήματα μεταβατικής αγωγής. Στη συναγωγή αναλύονται οι περιπτώσεις εξαναγκασμένης κυκλοφορίας με εξωτερική ροή ή ροή σε αγωγούς και χαρακτηριστικές περιπτώσεις συναγωγής με φυσική κυκλοφορία. Μια ενότητα της διδασκαλίας αφιερώνεται στους εναλλάκτες θερμότητας και στις τεχνικές που εφαρμόζονται για την διαστασιολόγησή τους.

⦁         Μεταφορά Μάζας:

Παρουσιάζονται οι αναλογίες και οι διαφορές μεταξύ των φαινομένων μεταφοράς θερμότητας και μεταφοράς μάζας. Αναλύεται η εξίσωση διάχυσης του Fick και τα χαρακτηριστικά των συντελεστών διάχυσης. Εξετάζονται προβλήματα διάχυσης μάζας σε στάσιμο και μη-στάσιμο περιβάλλον. Παρουσιάζονται προβλήματα μεταβατικής διάχυσης και συναγωγής μάζας.

 

    

Ύλη

1.       Μεταφορά Θερμότητας. Βασικές αρχές

2.       Μονοδιάστατη Αγωγή

3.       Σύνθετα τοιχώματα. Άθροιση αντιστάσεων

4.       Μονοδιάστατη αγωγή με παραγωγή θερμότητας

5.       Πολυδιάστατη αγωγή θερμότητας

6.       Μεταβατική αγωγή

7.       Συναγωγή

8.       Εναλλάκτες θερμότητας

9.       Μεταφορά μάζας. Διάχυση – Νόμος Fick

10.    Μεταβατική διάχυση και συναγωγή μάζας

 

Mέθοδοι αξιολόγησης

Ασκήσεις που επιλύονται στην διάρκεια του εξαμήνου: 20%

Γραπτές εξετάσεις: 80% 

Μαθησιακοί στόχοι

Μετά την ολοκλήρωση του μαθήματος οι σπουδαστές θα είναι  σε θέση:

·  Να αναγνωρίζουν ειδικές περιπτώσεις μεταφοράς θερμότητας και να επιλέγουν την κατάλληλη μεθοδολογία περιγραφής και επίλυσης των προβλημάτων 

· Να διατυπώνουν τις κατάλληλες εξισώσεις περιγραφής των φαινομένων μεταφοράς θερμότητας. Να επιλύουν διαφορικές και αλγεβρικές εξισώσεις που σχετίζονται με την περιγραφή θερμικών συστημάτων εφαρμόζοντας αναλυτικές και αριθμητικές μεθόδους

·  Να εφαρμόζουν τις αρχές μεταφοράς θερμότητας στον σχεδιασμό και την εκτίμηση της απόδοσης συστημάτων μεταφοράς θερμότητας, π.χ. υπολογισμός μονώσεων, διαστασιολόγηση εναλλακτών θερμότητας κλπ.

· Να αξιολογούν τη σχετική συμμετοχή αγωγής, συναγωγής και ακτινοβολίας στη μεταφορά θερμότητας

·   Να επιλύουν απλά προβλήματα μεταφοράς μάζας με διάχυση και συναγωγή.

Ασκήσεις

Οι ασκήσεις ανεβαίνουν σταδιακά στον φάκελο: Έγγραφα/Ασκήσεις

Πρώτη σειρά ασκήσεων: Παράδοση 14 Οκτωβρίου. Ανάλογα με τον λήγοντα αριθμό του κωδικού σας θα λύσετε τις παρακάτω ασκήσεις:

Λήγων αριθμός 1,3,6: Ασκ 1-1. Λήγων αριθμός 2, 5, 8: Ασκ 1-2. Λήγων αριθμός 4,7,9,0: Ασκ 1-3.

Δεύτερη σειρά ασκήσεων: Παράδοση 22 Οκτωβρίου. Επιλογή άσκησης ανάλογα με τον λήγοντα αριθμό:

Λήγων αριθμός 1,4,7: Ασκ 2-1. Λήγων αριθμός 2, 3, 0: Ασκ 2-2. Λήγων αριθμός 5,6,8,9: Ασκ 2-3.

Τρίτη άσκηση: Παράδοση 5 Νοεμβρίου

Τέταρτη άσκηση: Παράδοση 19 Νοεμβρίου 

Πέμπτη σειρά ασκήσεων: Παράδοση 3 Δεκεμβρίου. Ανάλογα με τον λήγοντα αριθμό του κωδικού σας θα λύσετε τις παρακάτω ασκήσεις:

 Λήγων αριθμός 1,3,8: Ασκ 5-1. Λήγων αριθμός 2,4,9: Ασκ 5-2. Λήγων αριθμός 5,6,7,0: Ασκ. 5-3

Έκτη σειρά ασκήσεων: Παράδοση 17 Δεκεμβρίου.  Ανάλογα με τον λήγοντα αριθμό του κωδικού σας θα λύσετε τις παρακάτω ασκήσεις:

 Λήγων αριθμός 2,6,8: Ασκ 6-1. Λήγων αριθμός 1,3,7: Ασκ 6-2. Λήγων αριθμός 4,5,9,0: Ασκ. 6-3