ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ - ΕΜΒΑΘΥΝΣΗ Εισαγωγή



Σχετικά έγγραφα
ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ Εισαγωγή

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΡΕΥΣΤΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ ΤΩΝ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ Εισαγωγή

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

Υδρομετεωρολογία Διεργασίες μεταφοράς

Υδρομετεωρολογία Διεργασίες μεταφοράς

1. Στοιχεία Μεταφοράς Μάζας και Εξισώσεις Διατήρησης

ηµήτρης Τσίνογλου ρ. Μηχανολόγος Μηχανικός

Μηχανική Τροφίμων. Θεμελιώδεις Έννοιες Μηχανικής. Μέρος 1 ο. Συστήματα μονάδων

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Μετάδοση Θερμότητας. Ενότητα 3: Βασικές Αρχές Θερμικής Συναγωγιμότητας

4 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

Σφαιρικές συντεταγμένες (r, θ, φ).

Σύντομο Βιογραφικό... - v - Πρόλογος...- vii - Μετατροπές Μονάδων.. - x - Συμβολισμοί... - xii - ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΈΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ. Διδάσκων: Παπασιώπη Νυμφοδώρα Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ε.Μ.Π. Ενότητα 10 η : Μεταβατική Διάχυση και Συναγωγή Μάζας

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ. Καθηγητής Δ. Ματαράς

Ρευστoμηχανική Εισαγωγικές έννοιες. Διδάσκων: Άλκης Παϊπέτης Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών

ηµήτρης Τσίνογλου ρ. Μηχανολόγος Μηχανικός

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΑΡΧΕΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

Σύντομο Βιογραφικό v Πρόλογος vii Μετατροπές Μονάδων ix Συμβολισμοί xi. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο : ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 1 η & 2 η : ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ

Καλώς ήλθατε. Καλό ξεκίνημα.

Κεφάλαιο 3: Στοιχεία μεταφοράς μάζας

ECTS ΕΥΡΩΠΑΪΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΩΝ ΜΟΝΑΔΩΝ ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΕΝΩΣΗ. (Α) Λίστα με τα στοιχεία των μαθημάτων στα ελληνικά.

ηµήτρης Τσίνογλου ρ. Μηχανολόγος Μηχανικός

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ. Καθηγητής Δ. Ματαράς

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ. Ενότητα 1: Εισαγωγή. Χατζηαθανασίου Βασίλειος Καδή Στυλιανή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ

Εισαγωγή στην Μεταφορά Θερμότητας

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ. Διδάσκων: Παπασιώπη Νυμφοδώρα Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ε.Μ.Π. Ενότητα 9 η : Μεταφορά Μάζας

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ Ι & ΙΙ Εργαστηριακή Άσκηση 5: ΕΝΑΛΛΑΚΤΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίδα 1. Εισαγωγή Βασικές έννοιες Αγωγή

Φαινόμενα Μεταφοράς Μάζας θερμότητας

Ιωάννης Πούλιος, Καθηγητής Εργ. Φυσικοχημείας Α.Π.Θ. Τηλ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Μετάδοση Θερμότητας

Μηχανική Ρευστών ΙΙ. Εισαγωγή Κανονισμός Βιβλιογραφία. Διδάσκων: Δρ. Θεόδωρος Π. Γεροστάθης, Επικ. Καθηγητής

σχηματική αναπαράσταση των βασικών τμημάτων μίας βιομηχανικής εγκατάστασης

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ. Διδάσκων: Παπασιώπη Νυμφοδώρα Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ε.Μ.Π. Ενότητα 9 η : Μεταφορά Μάζας. Διάχυση Νόμος Fick

ηµήτρης Τσίνογλου ρ. Μηχανολόγος Μηχανικός

v = 1 ρ. (2) website:


Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΡΟΦΙΜΩΝ. Μεταφορά θερµότητας Εναλλάκτες θερµότητας

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 3

6 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

Θερμοδυναμική - Εργαστήριο

ΜΔΕ: Αναλυτικό πρόγραμμα - Ύλη Μαθήματος 2018

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ Ι & ΙΙ Εργαστηριακή Άσκηση 3: ΕΝΑΛΛΑΓΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ. Ενότητα 2: Αγωγή. Χατζηαθανασίου Βασίλειος Καδή Στυλιανή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Μετάδοση Θερμότητας. Ενότητα 4: Εξαναγκασμένη Θερμική Συναγωγιμότητα

[ ] = = Συναγωγή Θερμότητας. QW Ahθ θ Ah θ θ. Βασική Προϋπόθεση ύπαρξης της Συναγωγής: Εξίσωση Συναγωγής (Εξίσωση Newton):

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Μετάδοση Θερμότητας

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ. Καθηγητής Δ. Ματαράς

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΚΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

ΑΝΤΙΡΡΥΠΑΝΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΙΩΡΟΥΜΕΝΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΟΡΜΗΣ - ΡΕΟΛΟΓΙΑ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΡΟΦΙΜΩΝ. Περιεχόµενο & Χρησιµότητα. Στα πολλά ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ! Καλώς ήλθατε. της ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ! Έχετε κάποια ερώτηση?

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ. Ενότητα 3: Συναγωγή. Χατζηαθανασίου Βασίλειος Καδή Στυλιανή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ

(1) ταχύτητα, v δεδομένη την πιο πάνω κατανομή θερμοκρασίας; 6. Γιατί είναι σωστή η προσέγγιση του ερωτήματος [2]; Ποια είναι η

1 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ: ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ ΜΕΛΕΤΗ ΣΤΡΩΤΟΥ ΟΡΙΑΚΟΥ ΣΤΡΩΜΑΤΟΣ ΕΠΑΝΩ ΑΠΟ ΑΚΙΝΗΤΗ ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΕΠΙΠΕΔΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ

Στοιχεία Μηχανολογικού Εξοπλισμού

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ I

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ. όπου το κ εξαρτάται από το υλικό και τη θερμοκρασία.

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΙΣ ΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ ΣΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ

Mεταφορά διαλυμένου ρύπου σε κορεσμένο έδαφος: Μαθηματική περιγραφή

Χειμερινό εξάμηνο

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Mεταφορά διαλυμένου ρύπου σε κορεσμένο έδαφος: Μαθηματική περιγραφή

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

Φόρτος εργασίας. 4 ( ώρες): Επίπ εδο μαθήματος: Ώρες διδασκαλίας: 7 διδασκαλίας εβδομαδιαίως:

website:

Δισδιάστατη Αγωγή Θερμότητας: Γραφικές Μέθοδοι Ανάλυσης

4 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Θερμοδυναμική

Εισαγωγή στην Αστρόβιλη Άκυκλη Ροή

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ Ι & ΙΙ Εργαστηριακή Άσκηση 6: ΞΗΡΑΝΣΗ ΣΕ ΡΕΥΜΑ ΑΕΡΑ

Υπολογιστική Μοντελοποίηση Διάδοσης Φωτιάς σε Κτίρια

Παράγωγος πραγματικής συνάρτησης

ΜΑΘΑΙΝΟΝΤΑΣ ΤΑ GIS ΣΤΗ ΠΡΑΞΗ ΤΟ ARCGIS 9.3. Α. Τσουχλαράκη, Γ. Αχιλλέως ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ΧΩΡΙΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 1. Διαστατική Ανάλυση και Κανονικοποίηση

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ Ι & ΙΙ Εργαστηριακή Άσκηση 4: ΞΗΡΑΝΣΗ (σε ρεύμα αέρα)

ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

Ανάλυση Τροφίμων. Ενότητα 1 : Μετρήσεις - Μονάδες Τ.Ε.Ι. ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ακαδημαϊκό Έτος

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ. Διδάσκων: Παπασιώπη Νυμφοδώρα Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ε.Μ.Π. Ενότητα 2 η : Αγωγή Μονοδιάστατη αγωγή

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 2.1 ΕΙΔΗ ΡΟΩΝ 2.2 ΣΥΣΤΗΜΑ & ΟΓΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΥ 2.3 ΕΙΔΗ ΑΝΑΛΥΣΗΣ

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ- ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ NAVIER STOKES

Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑ: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΣ: ΣΙΑΦΗΣ Β.

ΑΝΩΤΕΡΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΝΑΥΤΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΝΑΥΤΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ I. Εργαστηριακή Άσκηση

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΠΑΡΟΡΑΜΑΤΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ,

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

Μακροσκοπική ανάλυση ροής

ιανοµή θερµοκρασίας και βαθµός απόδοσης πτερυγίων ψύξης

Η Ρευστομηχανική από τον Αρχιμήδη μέχρι σήμερα. μια σύντομη ιστορική αναδρομή

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ. Διάλεξη 1: Εξισώσεις διατήρησης

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΜΟΝΑΔΕΣ

Transcript:

Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών - Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών 2014-2015 ΩΡΕΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Δευτέρα : 17:15-20:00 ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ - ΕΜΒΑΘΥΝΣΗ Εισαγωγή Ι ΑΣΚΩΝ: Ν. Ανδρίτσος, Καθηγητής Παρακαλείστε να είστε στην τάξη πριν από την έναρξη του μαθήματος. Η παρουσία στο μάθημα είναι ουσιαστικά υποχρεωτική. Η παράδοση των πέντε (5) εργασιών είναι υποχρεωτική (με την έννοια ότι αποτελούν το 25% της τελικής βαθμολογίας) Η τελική εξέταση (75% του βαθμού) γίνεται με ανοικτά βιβλία και τις σημειώσεις που μοιράζονται (ή αναρτώνται στην ιστοσελίδα του μαθήματος) Μπορείτε να με δείτε στο γραφείο οποιαδήποτε ώρα. Εισαγωγή 2/17 ΣΤΟΧΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Στόχος του μαθήματος είναι η αντιμετώπιση σύνθετων προβλημάτων μεταφοράς ορμής, θερμότητας και μάζας και η εξοικείωση με προηγμένες μαθηματικές τεχνικές επίλυσης. Καλύπτεται η γενικευμένη κατάστρωση και ανάλυση των ισοζυγίων και παρουσιάζονται επιλεγμένες εφαρμογές διάχυσης και συναγωγής. ΔΙΔΑΚΤΙΚΑ ΒΟΗΘΗΜΑΤΑ W.Μ. Deen, "Analysis of Transport Phenomena", Oxford University Press, 1998. Παρουσιάσεις ή/και σημειώσεις που θα αναρτώνται στην ιστοσελίδα Επίσης καλύπτονται κάποια ειδικά κεφάλαια φαινομένων μεταφοράς (περισσότερο πρακτικά): συμπύκνωση, βρασμός, διάχυση σε μεμβράνες και διασπορά ρύπων. Εισαγωγή 3/17 Εισαγωγή 4/17

ΑΛΛΑ ΔΙΔΑΚΤΙΚΑ ΒΟΗΘΗΜΑΤΑ Η βιβλιογραφία της Μηχανικής Ρευστών και της Μετάδοσης Θερμότητας (π.χ. Incropera & DeWitt, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Wiley & Sons [Κεντρική Βιβλιοθήκη, Ταξ. αρ.: 621.402 2 INC]) E.L. Cussler, Diffusion-Mass Transfer in Fluid Systems, 2 nd Ed., Cambridge University Press, NY (1997). [Κεντρική Βιβλιοθήκη, Ταξ. αρ.: 660.284 23 CUS] R.B. Bird, W.E. Stewart, and E.N. Lightfoot, Transport Phenomena, John Wiley & Sons, New York (2001). [Κεντρική Βιβλιοθήκη, Ταξ. αρ.: 660.284 2 BIR] C.J. Geankoplis, Transport Processes and Unit Operations, 3 rd Ed., Prentice- Hall, Inc., Englewood Cliffs, NJ (1993). [Κεντρική Βιβλιοθήκη, Ταξ. αρ.: 660.284 2 GEA] J.R. Welty, C.E. Wicks, R.E. Wilson and G. Rorrer, Fundamentals of Momentum, Heat and Mass Transfer, 4 th edition. H. Schlichting, Boundary Layer Theory, McGraw-Hill, 1968. S. Middleman, An introduction to mass and heat transfer: principles of analysis and design, Wiley, 1998. [Κεντρική Βιβλιοθήκη, Ταξ. αρ.: 621.402 2 MID] N. Αράβας, "Καρτεσιανοί Τανυστές", Παν/μιο Θεσσαλίας (2005). F. Hildebrand, Advanced Calculus for Applications, 2 nd ed., Prentice Hall, 1976. ΥΛΗ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Σύνοψη διανυσματικού λογισμού και διαφορικής γεωμετρίας. Επανάληψη των καταστατικών εξισώσεων διάχυσης θερμότητας, μάζας και ορμής. Κατάστρωση γενικευμένων ισοζυγίων μεγέθους και συνοριακών συνθηκών. Διαστατική ανάλυση και απλοποιήσεις εξισώσεων. Επίλυση με μεθόδους χωρισμού μεταβλητών, ομοιότητας και ασυμπτωτικών αναπτυγμάτων. Εφαρμογές μεταβατικής διάχυσης. Εξαναγκασμένη συναγωγή σε εσωτερικές και εξωτερικές ροές. Μετάδοση θερμότητας με αλλαγή φάσης (βρασμός, συμπύκνωση) Διασπορά ρύπων Εισαγωγή 5/17 Εισαγωγή 6/17 Τι είναι τα φαινόμενα μεταφοράς; Περιλαμβάνουν τρεις γνωστικές περιοχές που σχετίζονται μεταξύ τους: ρευστοδυναμική, μετάδοση θερμότητας και μετάδοση μάζας. Η ρευστοδυναμική περιλαμβάνει τη μεταφορά ορμής. Η μετάδοση θερμότητας αναφέρεται στη μεταφορά ενέργειας. Η μετάδοση μάζας αφορά στη μεταφορά μάζας διάφορων χημικών ουσιών. Συχνά απαντούν συγχρόνως σε πολλά βιομηχανικά, βιολογικά και μετεωρολογικά και καθημερινά προβλήματα. Η ύπαρξη μεμονωμένα ενός είδους των φαινομένων μεταφοράς είναι η εξαίρεση και όχι ο κανόνας. Η κατανόηση των αρχών των διεργασιών μεταφοράς απαραίτητη για κάθε μηχανικό που θέλει να εφαρμόσει την επιστημονική γνώση σε πράξη. Η έννοια των φαινομένων μεταφοράς: Μέχρι το 1940 η μελέτη των τριών πεδίων γινόταν χωριστά με τη ρευστοδυναμική να έχει αναπτυχθεί σημαντικά, από την εμπειρία της υδραυλικής στο αναλυτικό έργο της υδροδυναμικής. Το πρώτο «πάντρεμα» άρχισε από τον Ludwig Prandtl το 1904 με τη θεωρία του οριακού στρώματος. Πριν από ~1950 διδάσκονταν οι έννοιες των «φυσικών διεργασιών» (unit operations) και χωριστά Οι Bird, Stewart και Lightfoot (από το Πανεπιστήμιο του Wisconsin, άλλα και αλλού στο κόσμο) εισήγαγαν στη δεκαετία του 1950 ένα νέο τρόπο μελέτης των φυσικών διεργασιών. Εστίασαν στα φαινόμενα που συμβαίνουν μέσα στις φυσικές διεργασίες. (Το κλασικό πια βιβλίο τους εκδόθηκε αρχικά το 1960.) Τα φαινόμενα αυτά περιγράφονται με τη χρήση των νόμων της φυσικής σε συνδυασμό με κατάλληλα μαθηματικά εργαλεία. Εισαγωγή 7/17 Εισαγωγή 8/17

ΜΟΝΑΔΕΣ Τι σημαίνει «1,53»; Τίποτε, εκτός και αν έχουμε ένα μέγεθος να το συγκρίνουμε (π.χ. cm, inches, g κτλ.) Οι θεμελιώδεις μονάδες είναι: Μήκος (μέτρα, πόδια.) Χρόνος (δευτερόλεπτα, λεπτά, χρόνος ) Μάζα (γραμμάριο, χιλιόγραμμο, λίβρα ) Θερμοκρασία (K, C ) Η επιστημονική κοινότητα χρησιμοποιεί μονάδες που ακολουθούν το διεθνές σύστημα μονάδων SI (Système Internationale), με θεμελιώδεις μονάδες: m, s, kg, Α (Ampere), K (Kelvin), mol Άλλα συστήματα μονάδων Αγγλοσαξονικό σύστημα (HΠΑ): in, ft, gallon, lb f, lb m. Σύστημα CGS: cm, g, s Στην τάξη: βασικά το SI, αλλά θα πρέπει να είστε και εξοικειωμένοι και με το αγγλοσαξονικό σύστημα. ΜΟΝΑΔΕΣ Συγκέντρωση: - υγρά δ/τα: mol/l (π.χ. NaCl: 1 mol/l ~ 23+35,5=58,5 g/l) - αέρια: kg/m 3, kmol/m 3 Γραμμομοριακό κλάσμα του Α: mol του Α/σύνολο mol Μοριακό βάρος αερίων: kg/kmol (π.χ. CO 2 : 44 kg/kmol αλλά και 44 g/mol) Θερμοκρασία Kelvin K K=273,15 + ºC Celcius ºC Fahrenheit ºF ºF= 32 + ºC x1,8 Rankine ºR ºR= -459.67+ F ΦΑΣΕΙΣ Αέρια / Υγρές / Στερεές (π.χ. αέρας/νερό-λάδι/άμμος-αργιλοπυριτικά) Εισαγωγή 9/17 Εισαγωγή 10/17 Ομοιότητες μεταξύ μεταφοράς ορμής, μάζας και θερμότητας Ομοιότητα στις μαθηματικές σχέσεις* που περιγράφουν τα φαινόμενα αυτά, π.χ. για μία διεύθυνση: du x yx Ο νόμος (του ιξώδους) του Newton Ωθούσα δύναμη dt q y k dc J A D Ay AB Ο νόμος (της αγωγής) του Fourier Ο νόμος (της διάχυσης) του Fick (για σταθερό ρ) Για οποιαδήποτε μεταφορά απαιτείται μία ωθούσα δύναμη ή κινητήρια δύναμη (driving force) * Ακολουθούνται τα σύμβολα του Deen (1998) Εισαγωγή 11/17 Εισαγωγή 12/17

Συγκέντρωση: Ορμή : Θερμότητα: Ωθούσα δύναμη c c ή x mui (mu i) ή xj T c T ή c p p x Ρυθμός μεταφοράς ~ k ωθούσα δύναμη i Ροή μεγέθους i Τοπική ανάλυση Ρυθμός μεταφοράς ~ 1 ωθούσα δύναμη αντίσταση Ρυθμός μεταφοράς ή ειδική ροή (flux) Οι νόμοι Fourier, Fick και Newton παρουσιάζουν κάποια μαθηματική ομοιότητα. Η απλή όμως μαθηματική ομοιότητα δικαιολογεί την ενοποίησή τους σε ένα κοινό γνωστικό αντικείμενο; Υπάρχει μια βαθύτερη φυσική αναλογία ανάμεσα στους τρεις μοριακούς μηχανισμούς μεταφοράς; Οι σταθερές αναλογίες έχουν διαφορετικές διαστάσεις. Τι γίνεται όμως αν διαφοροποιήσουμε κάπως τους νόμους αυτούς; Μέγεθος συσκευής Εισαγωγή 13/17 Εισαγωγή 14/17 Κινηματικό ιξώδες ή διαχυτότητα ορμής q x Ay yx Θερμοδιαχυτότητα, α J d( ux) k Cˆ Μοριακή διαχυτότητα D AB p d( Cˆ pt) dx dc ( ) A Συγκ. ορμής Συγκέντρωση συστατικού Συγκ. θερμότητας Οι τρεις νόμοι παρουσιάζουν τώρα τις εξής αναλογίες: (1) οι τρεις συντελεστές έχουν τις ίδιες διαστάσεις (m 2 /s). (2) Οι όροι στο αριστερό μέλος των εξισώσεων παριστάνουν την ειδική ροή (ρυθμό) ενός μεταφερόμενα μεγέθους (3) Οι παράγωγοι στο δεξιό μέλος παριστάνουν την κλίση της συγκέντρωσης του αντίστοιχου μεγέθους κατά τη διεύθυνση ροής του. Με βάση τα παραπάνω μπορούμε να παραστήσουμε τη μοριακή μεταφορά με τη γενική εξίσωση: d( ) dx Ειδική ροή μεγέθους Διαχυτότητα Συγκέντρωση μεγέθους Κλίση της συγκ. μεγέθους Εισαγωγή 15/17 Εισαγωγή 16/17

Σύνοψη των βασικών φαινομένων μεταφοράς Μεταφερόμενο μέγεθος Ροή Ειδική μεγέθους ροή μεγέθους Συγκέντρωση μεγέθους Διαχυτότητα Θερμική ενέργεια q χ (J/m 2 s) ρc pt (J/m 3 ) k/ρc p (m 2 /s) Συστατικό j 1χ (kmol/m 2 s) C 1 (kmol/m 3 ) D (m 2 /s) Ορμή τ yx (Pa) ρu x ([kgm/s]/m 3 ) μ/ρ (m 2 /s) Γενικά Ψ χ (*/m 2 s) ψ (*/m 3 ) δ (m 2 /s) Ορμή (mu x ): Συγκέντρωση ορμής: Ειδική ροή ορμής: kgm s (kg m/s) 3 m 2 (kgm/s) (kgm/s ) N Pa 2 2 2 m s m m Εισαγωγή 17/17