Cilji in kompetence
• razumevanje napredne teoretične osnove prenosa gibalne količine, snovi in toplote
• poznavanje naprednih modelov prenosa gibalne količine, snovi in toplote
• prepoznavanje problemov v inženirstvu in okolju, kjer poteka prenos gibalne količine, prenos snovi oz. prenos toplote
• analiziranje pojava prenosa gibalne količine, snovi in toplote v strojih in napravah ter okolju
• ocenjevanje masnih in toplotnih tokov v inženirskih sistemih in okolju
• uporaba in modeliranje prenosnih pojavov na področju prenosa snovi in toplote
Vsebina
Predavanja:
Osnove prenosa gibalne količine, toplotne energije in snovi. Konstitutivni difuzijski modeli gibalne količine, toplotne energije in snovi. Maxwell-Stefanove enačbe binarnih in večsestavinskih sistemov. Difuzija v idealnih in realnih sistemih. Fickov difuzijski model binarnih in večsestavinskih sistemov. Povezava med Fickovo in Maxwell-Stefanovo difuzijo. Zakoni ohranitve. Integralska in diferencialna oblika splošnega zakona ohranitve. Zakon ohranitve dvofaznega sistema. Fazna ravnotežja. Zakoni ohranitve gibalne količine, toplotne energije in snovi. Dinamika prenosnih pojavov. Sistem Navier-Stokesovih enačb. Teorija mejne plasti. Filmska teorija. Dvofilmska teorija. Definicijske enačbe toplotne prestopnosti, snovske prestopnosti in koeficienta upora. Dinamika turbulentnih prenosnih pojavov. Statistični opis turbulentnega toka. Modeli Reynoldsovih turbulentnih tokov. Analogija med prenosom gibalne količine, toplotne energije in snovi. Brezdimenzijska kriterialna števila. Prenosniki toplote in snovi. Prenosni pojavi v kolonah s polnili, mešalnih posodah, fluidiziranem sloju, porozni snovi. Membranski ločevalni sistemi. Istočasni prenos toplote in snovi.
Vaje:
Vaje dopolnjujejo predavanja z reševanjem inženirskih problemov.
Metode poučevanja in učenja
• frontalna predavanja,
• praktično delo pri avditornih vajah,
Predvideni študijski rezultati - znanje in razumevanje
Ob koncu tega predmeta bodo študenti:
• poznali mehanizme delovanja prenosnih pojavov;
• znali analizirati inženirski ali okoljski sistem z vidika prenosnih pojavov
• znali vrednotiti prenosne pojave v okolju in inženirskih napravah
• znali sintetizirati rešitve inženirskih in okoljski problemov iz področja prenosnih pojavov
• razumeli soodvisnosti različnih znanj in postopkov ter pomena uporabe strokovne literature in računalniških sistemov za učinkovito reševanje inženirskih problemov povezanih s prenosnimi pojavi.
Predvideni študijski rezultati - Prenosljive/ključne spretnosti in drugi atributi
kombinirana uporaba različnih osnovnih znanj za reševanje inženirskih problemov;
osnove oblikovanja in konstruiranja strojih delov povezanih s prenosom snovi, okoljevarstvenimi problemi, procesno tehniko.
Temeljni literatura in viri
Temeljni:
Clark M.M.: Transport modeling for environmental engineers and scientists, John Wiley & Sons, 1996.
Priporočeni:
L. Škerget: Prenosni pojavi: Prenos gibalne količine, toplote in snovi. Fakulteta za strojništvo, Univerza v Mariboru, 2015.
J. L. Plawsky: Transport phenomena fundamentals, Marcel Dekker, 2001.
J. R. Welty, C. E. Wicks, R. E. Wilson, G. Rarrer: Fundamentals of momentum, heat, and mass transfer, John Wiley & Sons, 2001.
S. Middleman: An introduction to mass and heat transfer. Principles of analysis and design, John Wiley & Sons, 1988.
Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti
Pogoj za pristop k teoretičnem delu izpita : vsaj z oceno 50% opravljen praktični del izpita.
Podrobnosti o izvedbi in ocenjevanju • praktični del izpita 50%
• teoretični del izpita 50%
Praktični del in teoretični del izpita se lahko v celoti nadomesti z uspešno opravljenimi testi iz vaj oz. teorije (2 testa). Za pozitivno oceno je na obeh delih izpita potrebno doseči oceno vsaj 50%.
