ΕΤΥ-340
Φαινόμενα Μεταφοράς στην Επιστήμη Υλικών

Πληροφορίες μαθήματος

Τύπος μαθήματος
Επιλογής
Εξάμηνο σπουδών
6ο
Εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας
3
Πιστωτικές μονάδες
5
Προαπαιτούμενα μαθήματα
ΕΤΥ-211 Διαφορικές Εξισώσεις Ι
Οργάνωση διδασκαλίας
Φόρτος εργασίας εξαμήνου σε ώρες:
  • Διαλέξεις: 25
  • Ασκήσεις: 14
  • Μελέτη: 60
  • Σύνολο: 99

Διδάσκων

Δ. Βλασσόπουλος
email
dvlasso@iesl.forth.gr
τηλέφωνο
2810391469, 2810391300 (γραμματεία)
γραφείο
Κτίριο ΙΤΕ, Δ-102

Διεξαγωγή μαθήματος

Ώρες Διδασκαλίας

Ανακοινώσεις

Διδασκόμενη ύλη

Εισαγωγικές έννοιες
Ρευστά – στατική ρευστών. Τι είναι τα φαινόμενα μεταφοράς. Κανόνες διατήρησης. Στοιχεία διανυσματικού και τανυστικού λογισμού.
Μεταφορά ορμής.
Ιξώδες και μηχανισμοί μεταφοράς ορμής. Μικροσκοπικά ισοζύγια ορμής για στρωτή ισόθερμη ροή. Μακροσκοπικά ισοζύγια. Μηχανική ενέργεια.
Μεταφορά θερμότητας.
Θερμική αγωγή και μηχανισμοί μεταφοράς θερμικής ενέργειας. Μικροσκοπικά ισοζύγια σε στρωτή ροή. Μακροσκοπικά ισοζύγια.
Μεταφορά μάζας.
Διάχυση και μηχανισμοί μεταφοράς μάζας. Μικροσκοπικά ισοζύγια μάζας σε στρωτή ροή. Μακροσκοπικά ισοζύγια.

Μαθησιακά αποτελέσματα

Το μάθημα αποτελεί μία εισαγωγή στις βασικές αρχές που καθορίζουν τις διαδικασίας κατεργασίας υλικών και αντίδρασής τους σε εξωτερικά περιβάλλοντα. Εξειδικεύεται στην περιγραφή μεταφοράς ορμής, θερμότητας και μάζας και επικεντρώνεται σε απλά ρευστά (Νευτωνικά).

Οι μαθησιακοί στόχοι του μαθήματος είναι οι εξής:

  1. Εξοικείωση των φοιτητών με τους νόμους Newton, Fourier και Fick, και των εφαρμογών τους σε διαδικασίες όπου χρησιμοποιούνται υλικά.
  2. Εμπέδωση της μεθοδολογίας κατάστρωσης ισοζυγίων διατήρησης και επίλυση απλών περιπτώσεων με κατάλληλη επιλογή αρχικών και συνοριακών συνθηκών και με κατάλληλες παραδοχές.
  3. Προετοιμασία των φοιτητών για προχωρημένα μαθήματα όπως ρεολογία και κατεργασία πολυμερικών υλικών.

Γενικές ικανότητες

Σημειώσεις

  1. Εισαγωγή
  2. Διανύσματα-Τανυστές
  3. Στατική Ρευστών
  4. Αρχές Διατήρησης
  5. Επιτάχυνση
  6. Μακροσκοπικά ισοζύγια
  7. Μακροσκοπικά ισοζύγια – Διατήρηση ενέργειας
  8. Εφαρμογές Μακροσκοπικών ισοζυγίων
  9. Εφαρμογές Bernoulli
  10. Απώλειες Ενέργειας
  11. Ιξώδες και οι μηχανισμοί της μεταφοράς ορμής
  12. Εξισώσεις Navier-Stokes
  13. Εξισώσεις Διατήρησης
  14. Ισοζύγια ορμής–Κατανομή ταχύτητας σε στρωτή ροή
  15. Διαστατική Ανάλυση
  16. Θερμική αγωγιμότητα και οι μηχανισμοί μεταφοράς ενέργειας
  17. Μηχανισμοί μεταφοράς ενέργειας
  18. Μικροσκοπικά ισοζύγια ενέργειας
  19. Προβλήματα αγωγής συναγωγής
  20. Επαγώμενη ελεύθερη συναγωγή
  21. Συντελεστής Διάχυσης και οι μηχανισμοί μεταφοράς μάζας

Ασκήσεις

Αξιολόγηση φοιτητών

Η αξιολόγηση των φοιτητών γίνεται με παράδοση ασκήσεων, θέμα (project, ανάλογα με το ενδιαφέρον των φοιτητών), συμμετοχή (υποχρεωτική) στο μάθημα και απαντήσεις σε ερωτήσεις, και τελική γραπτή εξέταση που περιλαμβάνει επίλυση προβλημάτων.

Συμμετοχή/quiz/προβλήματα
30%
Τελική Εξέταση
70%

Βιβλιογραφία

  1. Σημειώσεις Διδάσκοντος.
  2. R. Bird, W. Stewart, E. Lightfoot, Transport phenomena, 2nd Ed., Wiley, NY, 2001.
  3. J. Welty, R. Wilson, C. Wixks, Fundamentals of momentum, heat and mass transfer, 2nd ed., Wiley, NY, 1976.
  4. R. S. Brodkey, H. C. Hershey (μετάφραση Κ.Ε. Λαβδάκης), Φαινόμενα Μεταφοράς, Εκδόσεις Α. ΤΖΙΟΛΑ, 2001.
  5. R. W. Fox, A. T. McDonald, P. J. Pritchard, Introduction to fluid mechanics, 6th ed., Wiley, NY, 2006.

Συναφή επιστημονικά περιοδικά

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