Module also offered within study programmes:
General information:
Annual:
2017/2018
Code:
MIC-1-302-s
Name:
Heat and Mass Transfer
Faculty of:
Metals Engineering and Industrial Computer Science
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Heat Engineering
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Malinowski Zbigniew (malinows@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż. Hadała Beata (beata.hadala@agh.edu.pl)
Cebo-Rudnicka Agnieszka (cebo@agh.edu.pl)
Module summary

Student poznaje podstawy przewodzenia ciepła oraz konwekcyjnej i radiacyjnej wymiany ciepła. Nabywa umiejętności określenia temperatury obiektu i strat ciepła.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Skills
M_U001 Student umie wyznaczyć warunki brzegowe wymiany ciepła i masy IC1A_U16, IC1A_U02, IC1A_U01 Activity during classes,
Test
M_U002 Student potrafi obliczyć bilans energii układu IC1A_U16, IC1A_U02, IC1A_U01 Activity during classes,
Test
M_U003 Student umie obliczyć temperaturę obiektu w warunkach stacjonarnej wymiany ciepła IC1A_U02, IC1A_U01 Activity during classes,
Test
Knowledge
M_W001 Student umie określić bilans energii układów zamkniętych, układów stacjonarnych i bilans energii powierzchni IC1A_W02, IC1A_W09, IC1A_W01 Activity during classes,
Test
M_W002 Student umie opisać stacjonarne i niestacjonarne zagadnienia przewodzenie ciepła IC1A_W02, IC1A_W09, IC1A_W01 Activity during classes,
Test
M_W003 Student umie określić wymianę ciepła i masy w procesach stacjonarnych i niestacjonarnych. Student umie określić mechanizmy transportu masy IC1A_W02, IC1A_W09, IC1A_W01 Activity during classes,
Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Skills
M_U001 Student umie wyznaczyć warunki brzegowe wymiany ciepła i masy - + - + - - - - - - -
M_U002 Student potrafi obliczyć bilans energii układu - + - + - - - - - - -
M_U003 Student umie obliczyć temperaturę obiektu w warunkach stacjonarnej wymiany ciepła - + - + - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student umie określić bilans energii układów zamkniętych, układów stacjonarnych i bilans energii powierzchni + - - + - - - - - - -
M_W002 Student umie opisać stacjonarne i niestacjonarne zagadnienia przewodzenie ciepła + - - + - - - - - - -
M_W003 Student umie określić wymianę ciepła i masy w procesach stacjonarnych i niestacjonarnych. Student umie określić mechanizmy transportu masy + - - + - - - - - - -
Module content
Lectures:

1. Mechanizmy przewodzenia ciepła
Mechanizmy przewodzenia ciepła w ciałach stałych, mechanizmy przewodzenia ciepła w cieczach i gazach. Przewodność cieplna, wpływ temperatury na przewodność cieplną ciał stałych, cieczy i gazów
2. Stacjonarne zagadnienia przewodzenia
Warunki stacjonarnej wymiany ciepła. Wybór układu współrzędnych, przewodzenia ciepła w płycie, walcu i kuli.
3. Przewodzenie ciepła przez płytę o współczynniku ciepła zależnym od temperatury,
Wpływ przewodności cieplnej na rozkład temperatury w płycie.
4. Wewnętrzne źródło ciepła
Generowanie ciepła w wyniku zmiany energii mechanicznej i chemicznej w energię cieplną, efekt cieplny zmiany stanu skupienia substancji. Bilans energii układu z wewnętrznym źródłem ciepła
5. Stacjonarne rozkłady temperatury płyty, walca i kuli ze źródłem ciepła
Rozwiązania stacjonarnych zagadnień przewodzenia ciepła dla płyty, walca i kuli ze źródłem ciepła
6. Podstawy promieniowania ciepła
Związek promieniowania ciepła z energią fal elektromagnetycznych, emisyjność, absorpcyjność i przepuszczalność ośrodka. Prawo Stefana-Boltzmanna
7. Podstawy konwekcyjnej wymiany ciepła
Wpływ ruchu ośrodka na wyminę ciepła. Konwekcja swobodna i konwekcja wymuszona. Konwekcyjny strumień ciepła przejmowanego na powierzchni ciał stałych
8. Przejmowanie ciepła przy konwekcji naturalnej,
Hydrodynamiczna i termiczna warstwa przyścienna, Liczby kryterialne: Nusselta, Prandtla, Grashofa
9. Konwekcja naturalna w przestrzeniach zamkniętych
Wymiana ciepła przy konwekcji swobodnej w kanałach płaskich i kołowych
10. Przejmowanie ciepła przy konwekcji wymuszonej
Liczba Reynoldsa, przepływy laminarne i turbulentne, przejmowanie ciepła przy opływie prętów i rur
11. Molowy i masowy opis dyfuzji
Podobieństwa między wymianą masy i ciepła. Warunki brzegowe wymiany masy. Prawo Ficka
12. Pojęcie rozpuszczalności, prawo Henry’ego o rozpuszczalności gazów
Wymiana masy między ciałami stałymi, gazami i cieczami. Rozpuszczalność gazów w ciałach stałych i cieczach
13. Stacjonarne zagadnienia dyfuzji masy przez przegrody płaskie
Dyfuzja gazów i pary wodnej przez przegrody. Przepuszczalność ciał stałych
14. Niestacjonarna dyfuzja masy
Rozwiązanie niestacjonarne zagadnienia dyfuzji masy. Nawęglanie powierzchni elementów stalowych
15. Mechanizmy transportu masy w płynach będących w ruch
Złożone zagadnienia dyfuzyjnego i konwekcyjnego transportu masy. Przepływ dyfuzyjno-konwekcyjny Stefana

Project classes:
1. Opracowanie projektu izolacji ściany płaskiej, Określenie warunków brzegowych na powierzchniach ściany. Dobór materiałów izolacyjnych. O

1. Opracowanie projektu izolacji ściany płaskiej.
Określenie warunków brzegowych na powierzchniach ściany. Dobór materiałów izolacyjnych. Określenie strat ciepła
2. Opracowanie projektu izolacji przewodu kołowego
Określenie warunków brzegowych na powierzchniach przewodu. Dobór materiałów izolacyjnych. Określenie strat ciepła

Auditorium classes:
-
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 125 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Participation in lectures 28 h
Realization of independently performed tasks 21 h
Completion of a project 32 h
Participation in project classes 14 h
Contact hours 14 h
Participation in auditorium classes 14 h
Examination or Final test 2 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Średnia ważona: udział w wykładach (0.2), ocena z ćwiczeń audytoryjnych (0.4), ocena z projektu (0.4)
Warunkiem przystąpienia do zaliczenia poprawkowego jest 50% obecności na ćwiczeniach.
Zaliczenie poprawkowe z ćwiczeń ma formę kolokwium obejmującego cały zakres ćwiczeń audytoryjnych.
Zaliczenie poprawkowe z ćwiczeń projektowych wymaga wykonania wszystkich brakujących projektów.
Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest uzyskanie zaliczenia ćwiczeń.

Prerequisites and additional requirements:

Zgodnie z Regulaminem Studiów AGH podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest ostatni dzień zajęć w danym semestrze. Termin zaliczenia poprawkowego (tryb i warunki ustala prowadzący moduł na zajęciach początkowych) nie może być późniejszy niż ostatni termin egzaminu w sesji poprawkowej (dla przedmiotów kończących się egzaminem) lub ostatni dzień trwania semestru (dla przedmiotów niekończących się egzaminem).

Recommended literature and teaching resources:

1. Wiśniewski S., Wiśniewski T.: Wymiana ciepła, WNT, Warszawa 1997
2. Yunus A. Cengel: Heat and Mass Transfer, McGraw-Hill, London 2007
3. Taler J.: Teoria i praktyka identyfikacji procesów przepływu ciepła. Ossolineum, Wrocław 1995
4. Furmański P., Domański R.: Wymiana ciepła, przykłady obliczeń i zadania. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa 2004
5. Hobler T.: Ruch ciepła i wymienniki. WNT, Warszawa 1979

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

http://www.bpp.agh.edu.pl/

• T. Telejko, Z. Malinowski, Application of an inverse solution to the thermal conductivity identification using the finite element method, Journal of Materials Processing Technology, 146 (2004), s. 145–155.
• Z. Malinowski, J.G. Lenard, M.E. Davies, A study of the heat transfer coefficient as function of temperature and pressure, Journal of Materials Processing Technology, 41 (1994), s. 125–142.
• Malinowski Z., Telejko T., Hadała B., Cebo-Rudnicka A., Szajding A.: Dedicated three dimensional numerical models for the inverse determination of the heat flux and heat transfer coefficient distributions over the metal plate surface cooled by water, International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 75, 2014, 347-361
• Malinowski Z., Cebo-Rudnicka A., Telejko T., Hadała B., Szajding A.: Inverse method implementation to heat transfer coefficient determination over the plate cooled by water spray, Inverse Problems in Science and Engineering, 23 no. 3, 2015, 518-556

Additional information:

None