Πρόγραμμα Σπουδών για το μάθημα: |
| 1η Ενότητα |
Εισαγωγή-επανάληψη (1 εβδομάδα) Απόκλιση από τη θερμοδυναμική ισορροπία και φαινόμενα μεταφοράς. Σύνθετα παραδείγματα: Φλόγα προανάμιξης, Ψύξη νερού με εξάτμιση. Ενοποίηση νόμων μοριακής μεταφοράς Fourier, Fick, Newton |
| 2η Ενότητα |
Στοιχεία στατιστικής μηχανικής και κινητικής θεωρίας των αερίων (2,5 εβδομάδες). Μικροσκοπική ερμηνεία της πίεσης ιδανικού αερίου, Νόμος Boltzmann για την κατανομή μορίων σε πεδίο δυναμικού, Κατανομή ταχυτήτων ιδανικού αερίου, Συγκρούσεις μορίων αερίου και μέση ελεύθερη διαδρομή, Διάχυση συστατικού σε μίγμα αερίων, Σύνδεση κινητικότητας με διαχυτότητα (σχέση Einstein), Εσωτερική ενέργεια μονοατομικού και πολυατομικού αερίου-Διάχυση θερμότητας, Διάχυση ορμής-Αναφορά θεωρίας Chapman-Enskog |
| 3η Ενότητα |
| Κατάστρωση διαφορικών ισοζυγίων μεγέθους (2 εβδομάδες). Διατύπωση ισοζυγίου σε ακίνητο όγκο ελέγχου, Ροή μεγέθους με μοριακό μηχανισμό και με συναγωγή, Η διανυσματική φύση της ροής θερμότητας και μάζας. Η τανυστική φύση της ροής ορμής. Διατύπωση νόμων μοριακής μεταφοράς στις τρεις διαστάσεις, Γενικευμένο διαφορικό ισοζύγιο σε καρτεσιανό σύστημα συντεταγμένων, Οι ιδιαιτερότητες της μεταφοράς ορμής: παραγωγή ορμής από τις δυνάμεις στον όγκο ελέγχου, Οι ιδιαιτερότητες της μεταφοράς θερμότητας: συμπιεστά ρευστά. Συνοριακές συνθήκες σε στερεό τοίχωμα και σε διεπιφάνεια ρευστών Εφαρμογές μονοδιάστατης μεταφοράς (1 εβδομάδα). Μόνιμη αγωγή σε ηλεκτρικό καλώδιο. Υπερθέρμανση εδράνου ολίσθησης. Ροή υγρού υμένα σε κεκλιμένο επίπεδο. Μέτρηση διαχυτότητας υγρού/αερίου σε κελί διαφράγματος |
| 4η Ενότητα |
Διάχυση σε αέρια και υγρά (1 εβδομάδα). Ανάπτυξη μη-μηδενικής μέσης ταχύτητας λόγω της διάχυσης. Μέση μαζική ταχύτητα και μέση γραμμομοριακή ταχύτητα. Ισογραμμομοριακή αντιδιάχυση και διάχυση διαμέσου στάσιμου στρώματος. Εξίσωση Stokes-Einstein για τη διαχυτότητα σε υγρά Διάχυση σε στερεά (1 εβδομάδα). Σύνθετα υλικά με κανονική γεωμετρία. Πορώδη μέσα και μικροπορώδη στερεά. Διάχυση Knudsen, επιφανειακή διάχυση και διάχυση διαλυτότητας. Μεμβράνες. Μεταβατική διάχυση σε μεμβράνη ή έλασμα Ανάλυση φαινομένων μεταφοράς με συναγωγή (1 εβδομάδα). Το θερμικό οριακό στρώμα: επιλογή κλιμάκων και απλοποίηση εξισώσεων. Θέρμανση ρευστού από τα τοιχώματα κυλινδρικού αγωγού. Διάλυση αέριου συστατικού σε ελεύθερο υγρό υμένα. |
| 5η Ενότητα |
Ημιεμπειρική αντιμετώπιση σύνθετων προβλημάτων: οι συντελεστές μεταφοράς (1,5 εβδομάδες). Ορισμός συντελεστή μεταφοράς μάζας. Παραλληλισμός με συντελεστή συναγωγής. Διαστατική ανάλυση. Αδιάστατοι αριθμοί Sherwood και Schmidt. Εμπειρικές συσχετίσεις. Αναλογίες μεταφοράς θερμότητας-μάζας-ορμής. Σχέσεις Reynolds και Chilton-Colburn. Μεταφορά μάζας μεταξύ μη-αναμίξιμων ρευστών |
| 6η Ενότητα |
Συνδυασμένη μεταφορά θερμότητας-μάζας (1 εβδομάδα). Εξάτμιση υγρού και θερμοκρασία υγρού θερμομέτρου. Διόρθωση μεταφοράς θερμότητας λόγω μεταφοράς μάζας. Υπολογισμός συμπύκνωσης μίγματος αερίων Μεταφορά μάζας με χημική αντίδραση (1 εβδομάδα). Χαρακτηριστικές εφαρμογές στη χημική και ενεργειακή βιομηχανία. Επιτάχυνση ρυθμού απορρόφησης αερίου σε υγρό λόγω χημικής αντίδρασης. Διάχυση και αντίδραση στο εσωτερικό πορώδους στερεού |