Μάθημα : Φυσικές Διεργασίες ΙΙ (ΧΜ 855)

Στη πρώτη διπλή ενότητα, δίνονται οι απαραίτητοι ορισμοί και εισάγονται οι βασικές έννοιες του μαθήματος. Στη συνεχεία παρουσιάζεται η μεθοδολογία της διαστατικής ανάλυσης και εφαρμογές στατικής των ρευστών, όπως τα φαινόμενα υδροστατικής ισορροπίας και της άνωσης, η μέτρηση των μανομέτρων κ.α.

Παρουσιάζονται τα φαινόμενα που διέπουν τη ροή των ρευστών. Η ροή σε οριακά στρώματα, η βάθμωση της ταχύτητας και η πλήρως ανεπτυγμένη ροή καθώς και οι διαφορετικές καταστάσεις της ροής του ρευστού που προσδιορίζονται από τον αριθμό Reynolds.

Παρουσιάζονται και αναλύονται οι βασικές εξισώσεις της ροής των ρευστών: ισοζύγιο μάζας, διαφορικό και μακροσκοπικό ισοζύγιο ορμής, ισοζύγιο μηχανικής ενέργειας. Επιπλέον, εισάγονται οι διορθώσεις της εξίσωσης Bernoulli για τις επιδράσεις στερεών οριακών επιφανειών, την κινητική ενέργεια του ρεύματος και την τριβή.

Περιγράφονται και αναλύονται τα φαινόμενα της ασυμπίεστης ροής ρευστών σε αγωγούς και κανάλια και η σχέση ανάμεσα στην επιδερμική τριβή και τη διάτμηση καθώς και ο συντελεστής τριβής.  Ακόμα, παρουσιάζεται η στρωτή ροή των νευτωνικών ρευστών και η κατανομή ταχύτητας στην τυρβώδη ροή. Τέλος, ο υπολογισμός των μείζονων και ελάσσονων απωλειών λόγω επιδερμικής τριβής, εξαρτημάτων κλπ.

Γίνεται μια εισαγωγή σχετικά με τα είδη και τα χαρακτηριστικά των εξαρτημάτων και αντλιών τα οποία εμπλέκονται στη μεταφορά των ρευστών. Αναλύονται τα χαρακτηριστικά των αντλιών (ύψος αναρρόφησης και σπηλαίωση, κατανάλωση ισχύος) και ακολουθούν εφαρμογές με υπολογισμούς. 

Εισάγονται οι βασικές αρχές της ροής θερμότητας στα ρευστά. Αναλύεται η μεταφορά θερμότητας με αγωγή σε μόνιμη κατάσταση εν μέσω θερμικών αντιστάσεων και σε αγωγό. 

Περιγράφεται η λειτουργία των εναλλακτών θερμότητας. Παρουσιάζονται τα φαινόμενα που διέπουν τη μεταφορά θερμότητας σε ρευστά στους εναλλάκτες, το ολικό ισοζύγιο ενθαλπίας καθώς και ο υπολογισμός του ολικού και μερικών συντελεστών θερμότητας.

Εξαναγκασμένη συναγωγή σε στρωτή και τυρβώδη ροή. Μηχανήματα ανταλλαγής θερμότητας. Εναλλάκτες κελύφους αυλών μιας και πολλαπλών διαδρομών.

Διάφορες αντιπροσωπευτικές λυμένες ασκήσεις για τη καλύτερη κατανόηση της ύλης και των μαθησιακών ζητούμενων του μαθήματος

Επιλύονται προβλήματα φαινομένων ροής ρευστών σε γλώσσα Μatlab -Octave