Hledej
Zobraz:
Univerzity
Kategorie
Rozšířené vyhledávání
12 663
projektů
Úvod do přenosových jevů pro inteligentní budovy
«»
| Přípona |
Typ studijní materiál |
Stažené 0 x |
| Velikost 1,8 MB |
Jazyk český |
ID projektu 7267 |
| Poslední úprava 18.01.2016 |
Zobrazeno 1 492 x |
Autor: pacha |
Sdílej na Facebooku |
||
| Detaily projektu | ||
- Cena:
4 Kreditů - kvalita:
92,0% -
Stáhni
- Přidej na srovnání
- Univerzita:České vysoké učení technické v Praze
- Fakulta:Fakulta strojní
- Kategorie:Technika » Mechanika
- Předmět:Přenosové jevy
- Studijní obor:-
- Ročník:3. ročník
- Formát:PDF dokument (.pdf)
- Rozsah A4:107 stran
Příručka Úvod do přenosových jevů je určena studentům magisterského programu Inteligentní budovy. Cílem výuky Přenosové jevy, a tedy i tohoto studijního textu, je poskytnout teoretický základ především pro další předměty z oblasti tepelné techniky budov a zařízení techniky prostředí (vytápění, větrání, klimatizace), s nimiž se studenti programu Inteligentní budovy setkají během studia.
Přenosovými jevy se v mechanice souhrnně označuje přenos hybnosti, tepla a hmoty. Tyto dílčí procesy často probíhají současně, existují mezi nimi analogie a podobnosti, navzájem se ovlivňují a často není ani možné studovat je odděleně. Z těchto důvodů je pro ně vyvinuta jednotná teorie přenosových jevů. Protože však výuka předmětu Přenosové jevy počítá s účastí studentů, kteří se např. s Bernoulliho rovnicí setkali naposledy na střední škole (pokud vůbec), je výklad uspořádán zvlášť pro mechaniku tekutin, sdílení tepla a přenos hmoty, což je názornější a vhodnější pro postupné získání představy o fyzikální podstatě studovaných dějů.
Obsah příručky vychází z toho, že by úroveň znalostí z přenosových jevů u studentů programu Inteligentní budovy měla přibližně odpovídat znalostem absolventa bakalářského studia na strojní fakultě, přičemž jsou určitá témata rozšířena a prohloubena s ohledem na zaměření studijního programu, některá jsou naopak vyložena velmi stručně nebo naopak z výuky zcela vypuštěna.
Kapitoly 3 až 9 jsou věnovány především mechanice tekutin. V kapitole 7, zaměřené na energetickou rovnici, jsou stručně vyloženy některé obecné poznatky z termodynamiky, které jsou důležité také pro pochopení úprav stavu vlhkého vzduchu. Kapitola 8 ukazuje univerzální tvar základních rovnic, které používáme pro řešení přenosových jevů, a je tedy náhledem do jednotného pojetí teorie přenosových jevů.
Kapitola 10 pojednává o podobnosti a modelování, které jsou nezbytným nástrojem pro řešení úloh z přenosu tepla a hmoty, kterým jsou věnovány další čtyři kapitoly 11 až 14. Kapitola 13 obsahuje mimo jiné základy termodynamiky vlhkého vzduchu. Dvě poslední kapitoly příručky jsou věnovány aplikacím probrané teorie v tepelné technice staveb a ve výměnících tepla.
Pro zájemce o širší a hlubší poznatky v dané oblasti je na konci příručky uveden seznam skript vydaných na Fakultě strojní ČVUT v Praze, v nichž se lze seznámit s podrobnějším teoretickým výkladem některých partií přenosových jevů, případně s tématy, která se nevešla do tohoto studijního textu. Přenosové jevy jsou samozřejmě předmětem řady kvalitních zahraničních učebnic a monografií, za všechny je třeba jmenovat dnes již legendární knihu Transport phenomena autorů R. B. Birda, W. E. Stewarta a E. N. Lightfoota.
Přenosovými jevy se v mechanice souhrnně označuje přenos hybnosti, tepla a hmoty. Tyto dílčí procesy často probíhají současně, existují mezi nimi analogie a podobnosti, navzájem se ovlivňují a často není ani možné studovat je odděleně. Z těchto důvodů je pro ně vyvinuta jednotná teorie přenosových jevů. Protože však výuka předmětu Přenosové jevy počítá s účastí studentů, kteří se např. s Bernoulliho rovnicí setkali naposledy na střední škole (pokud vůbec), je výklad uspořádán zvlášť pro mechaniku tekutin, sdílení tepla a přenos hmoty, což je názornější a vhodnější pro postupné získání představy o fyzikální podstatě studovaných dějů.
Obsah příručky vychází z toho, že by úroveň znalostí z přenosových jevů u studentů programu Inteligentní budovy měla přibližně odpovídat znalostem absolventa bakalářského studia na strojní fakultě, přičemž jsou určitá témata rozšířena a prohloubena s ohledem na zaměření studijního programu, některá jsou naopak vyložena velmi stručně nebo naopak z výuky zcela vypuštěna.
Kapitoly 3 až 9 jsou věnovány především mechanice tekutin. V kapitole 7, zaměřené na energetickou rovnici, jsou stručně vyloženy některé obecné poznatky z termodynamiky, které jsou důležité také pro pochopení úprav stavu vlhkého vzduchu. Kapitola 8 ukazuje univerzální tvar základních rovnic, které používáme pro řešení přenosových jevů, a je tedy náhledem do jednotného pojetí teorie přenosových jevů.
Kapitola 10 pojednává o podobnosti a modelování, které jsou nezbytným nástrojem pro řešení úloh z přenosu tepla a hmoty, kterým jsou věnovány další čtyři kapitoly 11 až 14. Kapitola 13 obsahuje mimo jiné základy termodynamiky vlhkého vzduchu. Dvě poslední kapitoly příručky jsou věnovány aplikacím probrané teorie v tepelné technice staveb a ve výměnících tepla.
Pro zájemce o širší a hlubší poznatky v dané oblasti je na konci příručky uveden seznam skript vydaných na Fakultě strojní ČVUT v Praze, v nichž se lze seznámit s podrobnějším teoretickým výkladem některých partií přenosových jevů, případně s tématy, která se nevešla do tohoto studijního textu. Přenosové jevy jsou samozřejmě předmětem řady kvalitních zahraničních učebnic a monografií, za všechny je třeba jmenovat dnes již legendární knihu Transport phenomena autorů R. B. Birda, W. E. Stewarta a E. N. Lightfoota.
Klíčová slova:
tekutiny
kontinuita
bernoulliho rovnice
turbulentní proudění
podobnost
modelování
přenos hmoty
výměníky tepla
Obsah:
- Přehled základního značení -4-
1. Úvod -6-
2. Základní pojmy -7-
3. Statika tekutin -11-
3.1 Eulerova rovnice hydrostatiky -11-
3.2 Statický tah v komíně -12-
3.3 Účinný vztlak v budově -13-
4. Rovnice kontinuity -15-
4.1 Průtok kapaliny potrubím -15-
4.2 Rovnice kontinuity při proudění kapaliny potrubím -16-
4.3 Rovnice kontinuity při proudění stlačitelné tekutiny potrubím -17-
4.4 Rovnice kontinuity pro prostorové proudění stlačitelné tekutiny -19-
5. Materiální derivace -21-
5.1 Lokální a konvektivní změna veličiny -21-
5.2 Derivace sledující pohyb tekutiny -22-
5.3 Materiální derivace skaláru a vektoru -23-
6. Bernoulliho rovnice -25-
6.1 Bernoulliho rovnice podél proudnice v ideální tekutině -25-
6.2 Bernoulliho rovnice pro proudění reálné kapaliny potrubím -27-
6.3 Tlakové ztráty v potrubí -28-
6.4 Střední rychlosti -30-
7. Energetická rovnice -33-
7.1 Základy technické termodynamiky -33-
7.2 Energetická rovnice pro pevný kontrolní objem protékaný tekutinou -37-
7.3 Význam druhého termodynamického zákona -38-
7.4 Vztah energetické a pohybové (Bernoulliho) rovnice -38-
8. Transportní rovnice v prostoru -39-
8.1 Eulerova pohybová rovnice -39-
8.2 Navierova-Stokesova pohybová rovnice -41-
8.3 Bilance v pevném kontrolním objemu -42-
8.4 Transportní rovnice pro nestlačitelnou tekutinu v prostoru -44-
9. Turbulentní proudění -46-
9.1 Základní vlastnosti turbulence -46-
9.2 Reynoldsův statistický popis turbulence -47-
9.3 Turbulentní (vírová) viskozita -50-
10. Podobnost a modelování -52-
10.1 Metody řešení úloh z přenosových jevů -52-
10.2 Analogie a podobnost molekulárního přenosu hybnosti, tepla a hmoty -53-
10.3 Kriteria podobnosti při nestacionárním vedení tepla -56-
10.4 Kriteria dynamické podobnosti ve větrání -58-
11. Vedení a prostup tepla -60-
11.1 Fourierův zákon -60-
11.2 Fourierova-Kirchhoffova rovnice vedení tepla -60-
11.3 Stacionární prostup tepla rovinnou a válcovou stěnou -63-
11.4 Ochlazování a ohřev těles při malém Biotově čísle -68-
12. Přenos tepla prouděním - konvekce -70-
12.1 Základní klasifikace případů konvekce -70-
12.2 Newtonův ochlazovací zákon -71-
12.3 Kriteriální rovnice pro výpočet součinitele konvekce -72-
12.4 Význam Nusseltova čísla -73-
12.5 Kriteriální rovnice pro nucenou konvekci -74-
12.6 Kriteriální rovnice pro přirozenou konvekci -75-
13. Přenos hmoty (se zaměřením na vlhkost) -76-
13.1 Základy termodynamiky vlhkého vzduchu -76-
13.2 Přenos vlhkosti difúzí (molekulární přenos) -79-
13.3 Přenos vlhkosti difúzí na hladině vody -80-
13.4 Přenos vlhkosti konvekcí -80-
13.5 Význam Sherwoodova kritéria -81-
13.6 Lewisův vztah -83-
14. Přenos tepla zářením - radiace -84-
14.1 Záření dokonale černého tělesa -85-
14.2 Spektrální a směrové vlastnosti povrchů těles -86-
14.3 Přenos tepla zářením mezi dvěma povrchy -88-
14.4 Současný přenos tepla konvekcí a radiací -89-
14.5 Sluneční záření -90-
15. Základy tepelné techniky staveb -93-
15.1 Tepelné zisky průsvitnými stěnami (zasklením) -94-
15.2 Prostup tepla vnějšími neprůsvitnými stěnami -95-
15.3 Vzájemné sálání Země a oblohy -98-
16. Výměníky tepla -99-
16.1 Základní pojmy -99-
16.2 Rekuperační výměníky -100-
16.3 Regenerační výměníky -103-
16.4 Směšovací výměníky -105-
Literatura k dalšímu studiu -107-