Värmeöverföring

Lärandemål

• Fysikaliskt beskriva hur värmeöverföring genom ledning, konvektion och strålning sker i 1D, 2D och 3D, samt ge en kvalitativ beskrivning av temperaturfördelning (och hastighetsfördelning) för generella fall.
• Använda energikonservering för att sammankoppla värmeöverföring genom ledning, konvektion och strålning.
• Härleda ekvationer för värmeöverföring genom ledning, konvektion och strålning.
• Diskretisera ekvationerna för att kunna göra enkla handräkningar, samt beskriva hur numeriska verktyg för generell lösning av
• värmeöverföring fungerar.
• Ansätta initial- och randvillkor och lösa ekvationerna för hand, och numeriskt m.h.a. industriellt använd programvara, samt jämföra resultaten från de olika lösningsmetoderna.
• Härleda förenklade ekvationer för gränsskikt, samt förstå gränsskiktens betydelse för värmeöverföring och strömningsfriktion.
• Förklara hur turbulens påverkar värmeöverföringen via konvektion.
• Räkna upp de dimensionslösa tal som är relevanta för olika typer av värmeöverföring, samt beskriva deras fysikaliska betydelse.
• Beskriva innebörden av dimensionslösa ekvationerna angående hur
• värmeöverföringen sker, samt speciellt relatera ekvationerna för energi (temperatur) och momentum (hastighet).
• förklara varför konvektionsproblem handlar om att ta fram en fördelning för konvektionskoefficienten (eller Nusselt-talen) samt beskriva vilka olika metoder man kan ta fram denna fördelning med.
• Ta fram förenklade samband för värmeöverföring genom ledning, konvektion och strålning.
• Lösa ingenjörsmässiga problem m.h.a. de förenklade sambanden, samt förstå den bakomliggande fysiken och de antaganden som gjorts.
• Ta fram ingenjörsmässiga idéer för hur man kan förbättra värmöverförande egenskaper, samt verifiera dessa.
• Använda sina grundläggande kunskaper vid en ingenjörsmässig analys av komplicerade applikationer, såsom värmeväxlare.
• Beskriva och förenkla verkliga problem så att de kan lösas m.h.a. ingenjörsmässiga eller numeriska metoder.
• Använda grundläggande funktioner i industriellt använd programvara för numeriska beräkningar av värmeöverföring, samt förklara grunderna till hur man får bra resultat med dessa.
• Hitta i och använda korrelationer och tabeller för värmeöverföring.
• Utföra projektarbeten.
• Skriva en bra rapport av ett projektarbete.
• Hålla en bra muntlig redovisning av ett projektarbete.