Hoppa till huvudinnehållet

FSH3801 Tvåfasströmning och värmeöverföring 6,0 hp

Multiphase flow and heat transfer is an area of interests in fluid dynamics and heat transfer where several different phases co-exist. Although these transport phenomena can be seen our every day-life, for instance, from water boiling in a kitchen and blood streaming in a body to the operation of huge power plants, surprisingly we have little knowledge of multiphase flow since the physical understanding of the phenomena is extremely challenging. It is even more surprise that the limited knowledge we have got completely changed our life and allowed us to be distinguished from our predecessors. We have been realizing now that new knowledge is an essence of understanding nature itself.

This course, “Two-phase Flow and Heat Transfer,” aims to provide a rudimentary exposure to the thermo-fluid transport phenomena in one of the simplest multiphase systems: two-phase. This course also aims to guide learners to formulate and solve problems associated with two-phase flow phenomena. The course is designed to encourage the learners to develop their heuristic learning process based on the first principles of the modern physics, which involves theory learning and technical problem solving as well as working on a task/project and reporting the results.

This course basically deals with four parts of the subject;

(a) concept of two-phase phenomena,

(b) two-phase fluid mechanics,

(c) two-phase heat transfer and

(d) special topics of two-phase transport phenomena.

The first part of the course starts with a short review of the history of two-phase flow and an introduction to two-phase parameters. Fundamental concepts of two-phase system and phase configurations, such as flow patterns, will also be introduced. The second part of the course stretches into two-phase flow modeling. The third part extends to the heat transfer models with phase changes including natural/forced convective boiling, critical heat flux (CHF), and condensation. Meanwhile, the course will introduce some important two-phase phenomena such as counter-current flow, critical flow, etc. During the course period, the students are requested to carry out a term project for their choices of interests that could demonstrate their understanding of the subject.

The students taking this course are assumed to have taken the elementary courses on the fluid mechanics, thermodynamics, and heat transfer. Basic understanding and hand-on experience of numerical programming will be a good help. The class instructions will be delivered in English.

Kursomgångar saknas för tidigare och kommande terminer, samt för innevarande termin.
Rubriker med innehåll från kursplan FSH3801 (VT 2019–) är markerade med en asterisk ( )

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll

Kursen behandlar i huvudsak fyra delar av ämnet:
(a) begreppet två-fasfenomen,
(b) tvåfasfluid mekanik,
(c) tvåfasvärmeöverföring, och
(d) särskilda ämnen av två-fas transportfenomenen.
Den första delen inleds med en genomgång av två-fas forskning historia och en introduktion till två-fasparametrar och terminologi. Grundbegrepp tvåasmodellering och konfigurationer fas, så som flödesmönster, kommer också att införas. Den andra delen av kursen sträcker sig in i tvåfasflödesmodellering. Den tredje delen av kursen omfattar modeller for värmeöverföring med fasändringar inkluderande naturlig/forcerad konvektiv kokning, kritisk och post-kritisk värmeöverföring och kondensering. Kursen introducerar några viktiga två-fas fenomen som motströmsflöde, kritiskt flöde, etc. Studenten genomför ett terminsprojekt inom ett valfritt delområde av kursen vilket skall demonstrera den uppnådda förståelsen av ämnet.

Lärandemål

  1. Beskriva de viktigaste fenomenen och principerna vid tvåfasströmning i tekniska tillämpningar.
  2. Förk!ara de viktigaste begreppen i kokning, kondensation och varme6verf6ring, och re!evanta metoder att forbattra dessa f6rlopp.
  3. Beskriva begreppet koknfngskris (t.ex. DNB - avvikelse från bubbelkokning och torrkokning) och modellering.
  4. Använda grundläggande tvåfasmode!ler och flödeskartor för att beräkna tryckfall för tvåfasströmning vid olika betingelser.
  5. Använda modeller för kritiskt flöde och översvämningar att analysera begränsa flödet av tekniska processer.
  6. Använda läraderesultaten för att skriva en vetenskap!ig granskning för ett ämne (identifieras) inom tvåfasströmning och värmeöverföring.

Kursupplägg

Ingen information tillagd

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet

Antagen som doktorand.

Rekommenderade förkunskaper

The students taking this course are assumed to have taken the elementary courses on the fluid mechanics, thermodynamics, and heat transfer. Basic understanding and hand-on experience of numerical programming will be a good help. The class instructions will be delivered in English

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

Föreläsningsanteckningar och utdelat material.

Examination och slutförande

När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.

Betygsskala

P, F

Examination

  • INL1 - Inlämningsuppgifter, 4,5 hp, betygsskala: P, F
  • SEM1 - Seminarier, 1,5 hp, betygsskala: P, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s samordnare för funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Inlämningsuppgifter (2 hp). Testar lärandemål 1-3
Projektarbete (4 hp). Testar alla lärandemål, med speciell tonvikt på mål 4-6.

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Profile picture Weimin Ma

Etiskt förhållningssätt

  • Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
  • Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
  • Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Ytterligare information

Kurswebb

Ytterligare information om kursen kan hittas på kurswebben via länken nedan. Information på kurswebben kommer framöver flyttas till denna sida.

Kurswebb FSH3801

Ges av

SCI/Fysik

Huvudområde

Ingen information tillagd

Utbildningsnivå

Forskarnivå

Påbyggnad

Ingen information tillagd

Kontaktperson

Weimin Ma

Forskarkurs

Forskarkurser på SCI/Fysik