MJ1401 Värmeöverföring 6,0 hp

Heat Transfer

  • Utbildningsnivå

    Grundnivå
  • Huvudområde

    Maskinteknik
    Teknik
  • Betygsskala

    A, B, C, D, E, FX, F

Kurstillfällen/kursomgångar

HT19 för programstuderande

HT18 för programstuderande

Lärandemål

Efter kursen ska studenten kunna:

  • Identifiera, formulera och lösa problem för olika värmetransporter
  • Analysera, modellera värmeledning i endimensionella fall, samt beskriva två och tredimensionella värmeledning och kunna tillämpa dem för enklare värmeledningsproblem
  • Analysera och tillämpa empiriska korrelationer i samband med värmeövergången vid konvektion, kokning och kondensation
  • Identifiera, modellera och beräkna värmeövergången vid strålning och bestrilade ytor
  • Konstruera värmeväxlare av olika typer

Kursens huvudsakliga innehåll

Endimensionella fall vid stationära förhållanden.

Differentialekvationer för värmeledning i fasta material.

Lösningar för olika specialfall. Flänsverkningsgrad vid olika flänsutföranden

Två och tredimensionella fall vid stationära förhållanden.

Laplace’s ekvation. Formfaktorn. Numeriska lösningsmetoder och analogi-metoder.

Instationära fall. Lösningar för platta ytor och cylinder

Superponering av elementarfall. ”Lumped heat capacity”- metoden.

Numeriska lösningsmetoder.

Konvektion, strålning, kokning, kondensation och värmeväxlare

Hastighets- och temperaturgränsskikt.

Teoretisk behandling av strömning over platta vid laminar och turbulent strömning.

Reynolds analogi mellan värmeövergång och tryckfall.

Empiriska samband för värmeövergång vid påtryckt strömning

Laminär och turbulent strömning i rör och kanaler. Strömning runt kroppar

Hastighetsprofiler och anloppssträckor. Hydraulisk diameter

Värmeövergång vid egenkonvektion, Grashofs tal. Gränsskiktsekvationer i integralform med lösningar för egenkonvektion vid vertikala plattor.

Empiriska samband för laminär och turbulent gränsskikt vid vertikal och horisontell platta, cylindrar och spalter

Värmeövergång vid strålning

Begreppet svart kropp. Emissions- och absorptionstal. Stålningsutbyte, vinkelfaktor.

Värmeövergång vid bestrilade ytor

Värmeövergång vid kondensation

Nusselts teori, kondensation på och i horisontella rör

Värmeövergång vid kokning

Olika typer av kokning, Kokkurvan

Kärlkokning, kokning i rör och kanaler

Värmeväxlare

Olika typer, logaritmisk medeltemperaturdifferens, temperaturverkningsgrad, NTU

Kursupplägg

Kursen ges under höstterminen period 2. Undervisningen genomförs i form av föreläsningar (32 h), övningar (32 h) och fyra laborationer samt tre kontrollskrivningar och en tenta. Föreläsningarna ger de övergripande idéer samt teoretiska förklaringar bakom värmeöverföringen. Övningarna har karaktären av lektioner där teorin tillämpas för olika värmeöverföringsproblem.

Behörighet

Kursen MJ1112 Tillämpad termodynamik eller motsvarande

Litteratur

Yunus A. Cengel; Afshin J. Ghajar; Heat and Mass Transfer, Fundamentals and applications;  Mc Graw Hill companies.

Examination

  • LABB - Labb, 0,5, betygsskala: P, F
  • TENB - Tentamen 1, 5,5, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

·         LABB - Labb, 0,5, betygsskala: P, F

·         TENB - Tentamen 1, 5,5, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Tentamen består av fem utförliga räkneuppgifter. Under kursens gång ges tre kontrollskrivningar som ger bonuspoäng på tentamen. Bonuspoäng som erhålls för kontrollskrivningar gäller under ett och samma läsår (ordinarie- och omtentamenstillfället). 

Undervisningsspråk: Svenska och engelska

Föreläsningar: Svenska

Övningar: Engelska eller svenska (beroende på lärartillgänglighet)

Kurslitteratur: Engelska

Labbinstruktioner och labbar: Engelska

Kontrollskrivningar (Ksar) och tentamen: Engelska

Krav för slutbetyg

Godkänd på tentamen (5,5 HP) och godkänd på fyra labbar (0,5 HP)

Ges av

ITM/Energiteknik

Kontaktperson

Rahmatollah Khodabandeh, 790 74 13, rahmat@energy.kth.se

Examinator

Rahmatollah Khodabandeh <rahmatollah.khodabandeh@energy.kth.se>

Övrig information

Ersätter 4A1601

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med HT2018.
Examinationsinformation gäller från och med HT2014.