Φαινόμενα Μεταφοράς

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Εισαγωγή στα φαινόμενα μεταφοράς. Μοριακή διάχυση ορμής (ιξώδες), θερμότητας (αγωγή) και μάζας -Ομοιότητες και Διαφορές.
Συντελεστές μοριακής διάχυσης (ιξώδες, θερμική αγωγιμότητα, συντελεστής διάχυσης μάζας). Εξάρτηση των συντελεστών διάχυσης από την πίεση και την θερμοκρασία. Κινητική θεωρία των αερίων. Απλά μοντέλα.
Εισαγωγή στα φαινόμενα μεταφοράς μάζας. Ορισμοί (συγκεντρώσεις, ταχύτητες, ρυθμοί ροής κλπ). Ο Νόμος της Διάχυσης του Fick. Διάχυση και μεταφορά μάζας. Συνδυασμένη μεταφορά μάζας και θερμότητας. Έντονη μεταφορά μάζας.
Εξισώσεις Διατήρησης. Ορισμοί (υλικό σύστημα, όγκος ελέγχου, εντατική ιδιότητα, εκτατική ιδιότητα), Θεώρημα του Reynolds, Θεώρημα του Gauss. Διατήρηση της μάζας (Εξίσωση της συνέχειας). Διατήρηση της μάζας σε πολυσυστατικό μίγμα. Διατήρηση της ορμής. Διατήρηση της ενέργειας. Διανύσματα και Τανύστες. Ορισμοί και πράξεις. Αλλαγή συστήματος συντεταγμένων, Θεωρήματα που συνδέουν ολοκληρώματα όγκου με ολοκληρώματα επιφάνειας
Απλοποιήσεις των Εξισώσεων Διατήρησης. Περιορισμός διαστάσεων, Φύση του μέσου, Ισόθερμη ροή, Μη ιξώδης ροή, Ασυμπίεστη ροή, Αδιάστατες εξισώσεις, Οριακό στρώμα. Συνηθισμένες Οριακές Συνθήκες – Ορμή, Θερμότητα, Μεταφορά μάζας.

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Κριτική Κατανόηση:
• των βασικών εννοιών και μηχανισμών διάχυσης ορμής, θερμότητας και μάζας
• της εξάρτησης των συντελεστών διάχυσης από την πίεση και την θερμοκρασία
• των φυσικών μεγεθών και των νόμων διάχυσης και μεταφοράς μάζας
• των θεωρημάτων που επιτρέπουν τον μετασχηματισμό των φυσικών νόμων για υλικά συστήματα στις διαφορικές εξισώσεις διατήρησης μάζας (σε απλά και πολυσυστατικά μίγματα), ορμής και ενέργειας
• της φυσικής σημασίας και αξίας της αδιαστατοποίησης και των αδιάστατων αριθμών
• ανοικτών ζητημάτων γνώσης σε θέματα φαινομένων μεταφοράς
• της σημασίας των φαινομένων μεταφοράς σε θέματα αξιοποίησης της ενέργειας και προστασίας του περιβάλλοντος
Δεξιότητες:
• εμβάθυνση σε προβλήματα μεταφοράς μάζας
• εμβάθυνση σε συνδυασμένα προβλήματα ρευστομηχανικής, μετάδοσης θερμότητας και μεταφοράς μάζας
• απλοποίηση σύνθετων προβλημάτων μεταφοράς μάζας με κατάλληλες παραδοχές
• αναζήτηση και αξιοποίηση βιβλιογραφίας
Ικανότητες:
• επίλυση προβλημάτων μεταφοράς μάζας σε πρακτικές εφαρμογές
• επίλυση συνδυασμένων προβλημάτων ρευστομηχανικής, μετάδοσης θερμότητας και μεταφοράς μάζας σε πρακτικές εφαρμογές
• επίλυση των διαφορικών εξισώσεων συνδυασμένων προβλημάτων ρευστομηχανικής, μετάδοσης θερμότητας και μεταφοράς μάζας σε απλά προβλήματα