Διδασκόμενη ύλη

1. Εισαγωγή στην ενοποιημένη παρουσίαση των φαινόμενων μεταφοράς. Κανόνες διατήρησης. Επανάληψη σε διανύσματα και τανυστές.
2. Μηχανισμοί μεταφοράς θερμικής ενέργειας. Θερμική αγωγή, Νόμος του Fourier. Συναγωγή, επαγόμενη συναγωγή, ακτινοβολία.
3. Κατάστρωση εξισώσεων, αρχικών και συνοριακών συνθηκών και επίλυση σε μία διάσταση και γραφικές λύσεις σε δύο διαστάσεις με συνοριακές συνθήκες. Μακροσκοπικά ισοζύγια. Παραδείγματα απλών χρονο-εξαρτώμενων μεταφορών με παραδοχές π.χ. lumped capacitance method.
4. Στατική ρευστών. Ιξώδες. Μεταφορά ορμής. Ροϊκές γραμμές. Μακροσκοπικά ισοζύγια. Μηχανική ενέργεια – Εξίσωση Bernoulli. Θεώρημα Μεταφοράς του Reynolds. Διαστατική ανάλυση. Μικροσκοπικά ισοζύγια ορμής για στρωτή ισόθερμη ροή. Επίλυση εξισώσεων σε Καρτεσιανές και μη συντεταγμένες.
5. Μεταφορά μάζας. Διάχυση. Μοριακή περιγραφή. Μακροσκοπικά ισοζύγια. Μικροσκοπικά ισοζύγια μάζας σε στρωτή ροή.

Ιστοσελίδα μαθήματος

Το eclass του μαθήματος.

Μαθησιακά αποτελέσματα

Με την ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές αναμένεται να:

1. έχουν εξοικείωση με τους Νόμους των Fourier, Newton και Fick για τη μεταφορά θερμότητας, ορμής και μάζας.
2. καταστρώνουν ισοζύγια διατήρησης και απαραίτητες αρχικές και συνοριακές συνθήκες, και να αποφασίζουν για ικανές παραδοχές.
3. επιλύουν αναλυτικά κάποιες απλοποιημένες περιπτώσεις.
4. αναγνωρίζουν ποιοτικές λύσεις περίπλοκων περιπτώσεων και να κατανοούν τις κατανομές θερμοκρασίας, ταχύτητας και συγκέντρωσης.
6. εφαρμόζουν τα παραπάνω σε βασικά προβλήματα μεταφοράς θερμότητας, ορμής και μάζας στα υλικά πχ μόνωση, ροή Νευτώνειου υγρού, εξάτμιση.

Το μάθημα σύμφωνα με το Ευρωπαϊκό Πλαίσιο Προσόντων Δια Βίου Μάθησης είναι επιπέδου 6 ως μάθημα πρώτου κύκλου σπουδών.

Μέθοδοι Aξιολόγησης

Διαμορφωτική (Αξιολόγηση προόδου χωρίς βαθμολογική συνέπεια)

• Εβδομαδιαίες προτεινόμενες ασκήσεις.
• Προφορική συμμετοχή στην επίλυση προβλημάτων κατά τη διάρκεια των διαλέξεων.

Συμπερασματική (Αξιολόγηση με βαθμολογική συνέπεια)

• Τρεις πρόοδοι: μία στο τέλος κάθε εννοιολογικής ενότητας (μεταφορά θερμότητας, ορμής, μάζας).
• Project (προαιρετικό).
• Τελική γραπτή εξέταση.

Η συμπερασματική αξιολόγηση περιγράφεται λεπτομερώς την πρώτη ημέρα του μαθήματος και στο syllabus, και αναφέρεται στο e-class.

Βιβλιογραφία

1. Μεταφορά θερμότητας και μάζας, Αραμπατζής Γ., Ασημακόπουλος Δ., Λυγερού Β. (1η έκδοση 2020), εκδόσεις Τζιόλα.
   Διαθέσιμο στον Εύδοξο.
2. Εισαγωγή στη Μηχανική των Ρευστών – ανοιχτό βιβλίο στον Κάλλιπο.

Χρήσιμα σχετικά συγγράμματα

Στα ελληνικά

1. Εισαγωγή στα Φαινόμενα Μεταφοράς, R.B. Bird, W. E. Stewart, E. N. Lightfoot, D.J. Klingenberg. Εκδόσεις Τζιόλα. (2η έκδοση).
2. Μηχανική των Ρευστών, 3η έκδοση. Α. Θ. Παπαϊωάννου. Εκδόσεις Σοφία (2020).
3. Schaum’s: Δυναμική Ρευστών, W. F. Hughes, J. A. Brighton, εκδόσεις Τζιόλα.
4. Μεταφορά θερμότητας και μάζας από τη Φυσική στη Μηχανολογία, (1η έκδοση 2022) εκδόσεις Τσότρας.
5. Μηχανική ρευστών, Munson, Young, Okiishi, εκδόσεις Τζιόλα.

Στα αγγλικά

1. Alexander Smits, A physical Introduction to Fluid Mechanics, Wiley, 2000
2. Introduction to Heat Transfer (6th ed.), by T.L. Bergman, A.S. Lavine, F.P. Incropera, D.P. Dewitt. Willey Eds.

Συναφή επιστημονικά περιοδικά

• Journal of Fluid Mechanics,
• Physical Review Fluids,
• Physics of Fluids,
• AIChE Journal.