انتقال حرارت ۲ — مفاهیم پایه به زبان ساده + منابع، کتاب و فیلم آموزشی

در این مطلب به بررسی درس انتقال حرارت 2 می‌پردازیم. به صورت کلی می‌توان گفت انتقال حرارت یکی از زیرشاخه­‌های علوم حرارتی، سیالات و انرژی است که چگونگی و مقدار تولید، تبادل و انتقال حرارت به‌عنوان انرژی گرمایی بین مواد مختلف را بررسی می­‌کند. به‌صورت کلی، انتقال حرارت در سه حالت تشعشع، جابجایی و هدایت انجام می‌شود. در این مطلب ابتدا مباحث کلی در انتقال حرارت را بررسی می‌کنیم و سپس منابع معتبر خواندنی و ویدیویی را معرفی خواهیم کرد.

گرما چیست؟

در ابتدا باید گرما را معرفی کنیم. به صورت کلی باید گفت گرما شکلی از انرژی است که می‌تواند به دلیل اختلاف یا گرادیان دما از یک سیستم به سیستم دیگر منتقل شود. علمی که با انتقال چنین انرژی سر و کار دارد به عنوان دانش انتقال حرارت شناخته می‌شود.

گرما یک کمیت برداری است که در جهت کاهش دما جریان دارد و گرادیان دمای آن منفی است. در جدول زیر تفاوت بین علوم انتقال حرارت و ترمودینامیک توضیح داده شده است:

برای آشنایی بیشتر با منابع ترمودینامیک مطلب کتاب ترمودینامیک — معرفی بهترین کتاب های ترمودینامیک و فیلم های آموزشی را مطالعه کنید.
به صورت کلی روش‌های انتقال حرارت را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد که عبارت از موارد زیر هستند:

1. هدایت گرمایی
2. همرفت
3. تابش

هدایت گرمایی به انتقال انرژی حرارتی اشاره دارد و در محیطی رخ می‌دهد که ممکن است به دلیل اختلاف دما، جامد یا مایع باشد. از طرف دیگر همرفت به انتقال انرژی حرارتی بین یک سطح و یک سیال متحرک هنگامی که در سطوح دمایی متفاوتی قرار دارند، اشاره دارد. تابش حرارتی نیز به انتقال خالص حرارت اشاره دارد. در این روش انرژی بین دو سطح در سطوح مختلف دمایی، در صورت عدم وجود واسطه بین آن‌ها رخ می‌دهد. این پدیده به دلیل امواج الکترومغناطیسی ساطع شده از یک جسم داغ اتفاق می‌افتد. برای آشنایی با انرژی گرمایی مطلب انرژی گرمایی چیست ؟ | به زبان ساده را مطالعه کنید.

مکانیسم‌های فیزیکی برای حالت‌های مختلف انتقال حرارت 2

در ادامه هر یک از مکانیسم‌های انتقال حرارت را با جزئیات بررسی می‌کنیم.

هدایت گرمایی چیست؟

هدایت گرمایی یا conduction عبارت از انتقال انرژی حرارتی از انرژی زیاد به ذرات کم انرژی یک محیط ثابت (جامدات، مایعات یا گازها) در اثر برهم کنش بین ذرات است. در جامدات، رسانش یا هدایت گرمایی ممکن است به فعالیت اتمی در قالب ارتعاشات شبکه و انتقال انرژی توسط الکترون‌های آزاد نسبت داده شود. در سیالات، رسانش به دلیل برخورد و انتشار مولکول‌ها در حین حرکت تصادفی آن‌ها رخ می‌دهد. هدایت گرمایی یا رسانش یک شکل میکروسکوپی از انتقال حرارت است.

معادله اصلی برای توضیح و تعریف هدایت گرمایی قانون فوریه است. این قانون بیان می‌کند که شار گرما (نرخ انتقال حرارت در هر واحد سطح) به صورت مستقیم با گرادیان میدان متناسب است و داریم:

$$\large q\ \infty\ d T / dx \text { or } \\ q\ =-k\ d T /d x$$

که در رابطه بالا $$k$$ ضریب هدایت گرمایی است و واحد آن $$\frac{W}{m.K}$$ است. همچنین $$\frac{dT}{dx}$$ گرادیان دما و $$q$$ شار گرما و واحد آن برابر با $$\frac{W}{sq.m}$$ است. در نتیجه مقدار گرمای منتقل شده با رابطه زیر به دست می‌آید و داریم:

$$\large Q=-kA\frac{dT}{dx}$$

برای رابطه فوریه بالا به صورت پیش فرض نکاتی را در نظر گرفته‌ایم که به صورت زیر هستند:

• هدایت گرمایی در حالت ثابت رخ می‎‌دهد، یعنی دما با زمان تغییر نمی‌کند.
• جریان حرارت در یک جهت رخ می‌دهد.
• گرادیان و پروفایل خطی دما ثابت هستند.
• در این حالت گرمای داخلی تولید نمی‌شود.
• سطوح محصور در نظر گرفته شده از نظر دمایی، هم دما هستند.
• مواد در نظر گرفته ایزوتروپیک و همگن هستند.

ضریب هدایت گرمایی چیست و چه ویژگی‌هایی دارد؟

این ضریب در حقیقت اندازه گیری توانایی یک ماده در هدایت گرمایی را نشان می‌دهد و یکی از پارامترهای انتقال حرارت در مواد است. همان طور که گفتیم واحد آن $$\frac{W}{m.K}$$ یا $$\frac{W}{m.C}$$ است. این کمیت برای جامدات و مایعات به صورت $$k=f(T)$$ و برای گازها و بخار $$k=f(p,T)$$ تعریف می‌شود.

همان طور که می‌دانید فلزات بهترین نوع رسانا هستند. اما آلیاژ فلزات باعث کاهش $$k$$ می‌شود. از دیگر ویژگی‌های $$k$$ این است که با افزایش دما در اکثر فلزات به جز آلومینیوم و اورانیوم کاهش می‌یابد. مقدار $$k$$ در آلومینیوم در دمای بین $$-130$$ تا $$370$$ درجه سانتی گراد ثابت است و در اورانیوم با افزایش دما مقدار $$k$$ افزایش می‌یابد. همچنین از دیگر مواردی که در مورد $$k$$ می‌توان گفت این است که مقدار این کمیت در گازهای با وزن مولکولی بالا کوچک است. به علاوه موادی که دارای ساختار بلوری هستند دارای $$k$$ بزرگتری نسبت به اجسام بی شکل هستند. رابطه ثابت رسانش برای اکثر مواد به صورت $$k=k_0(1+\beta t)$$ که $$k_0$$ ثابت هدایت حرارتی در صفر درجه سانتی گراد و $$\beta$$ یک مقدار ثابت است.

همرفت چیست؟

همرفت یا Convection به انتقال انرژی حرارتی بین سطح جامد و سیال متحرک در سطوح دمایی متفاوت اشاره دارد. این فرآیند شامل اثر ترکیبی هدایت گرمایی و حرکت سیال است. در این فرآیند انتقال حرارت از سطح جامد به لایه سیالی است که با رسانش با آن در تماس است و بعد از آن حرارت با حرکت مولکولی تصادفی به لایه‌های مجاور منتقل می‌شود.

با توجه به برهمکنش سیال و سطح یک لایه مرزی هیدرودینامیکی با سرعت صفر در دیوار و و یک لایه با سرعت محدود در مرز ایجاد می‌شود. از آنجا که دمای جریان آزاد سیال و دمای دیوار متفاوت است، یک لایه مرزی نیز به وجود می‌آید. انتقال انرژی حرارتی با فرآیند همرفت به دو صورت زیر طبقه بندی می شود:

• همرفت طبیعی (Natural Convection)
• همرفت غیرطبیعی (Forced Convection)

همرفت غیرطبیعی شامل انتقال انرژی حرارتی در مواقعی است که جریان ناشی از وسایل خارجی مانند فن، پمپ یا بادهای جوی است. از سمت دیگر همرفت طبیعی توسط نیروهای شناوری به دلیل تغییرات چگالی در نتیجه اختلاف دما ایجاد می‌شود. همرفت انرژی حرارتی توسط تبادل گرمای نهان نیز وجود دارد. این گرمای نهان ناشی از تغییر فاز از مایع به بخار یا برعکس است. جوشاندن و چگالش نمونه‌هایی از فرآیند همرفت توسط گرمای نهان هستند.

معادله اساسی برای انتقال گرما از طریق همرفت به عنوان معادله سرمایش قانون نیوتن شناخته می‌شود و به صورت زیر نوشته می‌شود:

$$\large Q=hA(T_s-T_{\infty})$$

که در این معادله $$T_s$$ دمای سطح، $$T_{\infty}$$ دمای سیال، A مساحت سطح جامد و $$h$$ ضریب انتقال گرمایی از طریق همرفت است و واحد آن $$\frac{W}{sq.m}$$ است. $$h$$ را ضریب انتقال گرمای فیلم یا رسانش سطح نیز می‌نامند.

ضریب انتقال همرفت چیست و چه ویژگی‌هایی دارد؟

ضریب انتقال همرفت یا $$h$$ به موارد زیر بستگی دارد:

• وضعیت سطح: زبری و تمیزی
• هندسه و جهت گیری سطح: صفحه، استوانه یا کره و قرار گرفتن به صورت عمودی یا به صورت افقی
• خواص ترموفیزیکی سیال: چگالی، ویسکوزیته، گرمای ویژه، رسانش گرمایی و غیره
• ماهیت جریان سیال: آرام یا مواج
• پیکربندی لایه مرزی
• دمای عمومی متداول

تابش چیست؟

انتقال انرژی حرارتی توسط تابش ناشی از امواج الکترومغناطیسی (یا فوتون) است. در حقیقت تابش حرارتی توسط تمام سطوحی که در سطح دمای محدود نگهداری می‌شوند، ساطع می‌شود. این تابش از سطح جامدات، مایعات و گازها اتفاق می‌افتد و میزان انتشار با میزان دما افزایش می‌یابد. ویژگی مهم این است که انرژی تابشی برای انتقال خود به محیط مادی نیاز ندارد. علاوه بر این تابش حرارتی به طور موثر در خلاء نیز رخ می‌دهد. انتقال حرارت از طریق تابش سه مرحله مختلف دارد:

• تبدیل انرژی حرارتی منبع گرم به امواج الکترومغناطیسی: در این مرحله فوتون‌ها به صورت تابش در فضا منتشر می‌شوند.
• عبور حرکت موج از طریق فضاهای مختلف: فوتون‌ها با فرکانس ثابت بدون تغییر به طور مستقیم بر روی مسیرهایی با سرعتی برابر با سرعت نور حرکت می‌کنند.
• تبدیل امواج به گرما: تبدیل مجدد حرکت موج به انرژی در سطح گیرنده اتفاق می‌افتد که ممکن است تا حدی جذب، منعکس یا از طریق آن منتقل شود.

معادله اصلی و پایه برای توضیح انتقال حرارت از طریق تابش با معادله زیر تعریف می‌شود و داریم:

$$\large E_b=\sigma_bAT^4$$

در این معادله $$E_b$$ مقدار انرژی است که از هر واحد سطح در زمان تابش می‌شود، $$T$$ دمای مطلق سطح و $$\sigma_b$$ ثابت استفان-بولتزمن است. مقدار این ثابت برابر با $$\large \sigma_b=5.67\times10^{-8}\ \frac{W}{m^2 K^4}$$ است.

درس انتقال حرارت 2 چیست؟

در رشته مکانیک و گرایش سیالات این درس سه واحدی در مقطع لیسانس ارائه می‌شود. پیش نیاز این درس همان طور که از نام آن مشخص است انتقال حرارت 1 و آزمایشگاه انتقال حرارت است. همچنین این درس برای دانشجویان رشته مهندسی شیمی نیز ارائه می‌شود.

سرفصل‌های درس انتقال حرارت 2 چیست؟

از سرفصل‌های درس انتقال حرارت 2 می‌توان به صورت خلاصه مباحثی را عنوان کرد. به صورت کلی انواع جابجایی را می‌توان به دو دسته طبیعی یا غیرطبیعی (اجباری) تقسیم بندی کرد. منظور از جابجایی نوعی انتقال حرارت است که بین یک جسم جامد و یک سیال رخ می‌دهد. همچنین در تعریف جابجایی مفهوم لایه مرزی نیز نهفته است که منظور ناحیه‌ای از سیال است که با آن ناحیه برخورد کرده و اثرات ویسکوزیته در آن مشهود است. در درس انتقال حرارت 2 ابتدا جریان آزاد، جریان اجباری از روی اجسام و جریان اجباری از داخل اجسام بررسی می‌شوند. همچنین در ادامه این درس انواع لایه‌های مرزی شامل لایه مرزی حرارتی و هیدرودینامیکی معرفی می‌شوند.

بدین ترتیب معادلات مربوط به جریان آرام از روی صفحات مرزی و صفحه از دو روش انتگرالی و تحلیلی به دست می‌آیند. این فرآیند برای معادلات مربوط به جریان مشوش از روی صفحه مسطح نیز تکرار می‌شود. این بررسی‌ها معادلات جریان از داخل لوله‌ها را نیز پوشش می‌دهند. سپس روابط تجربی و کاربردهای آن‌ها، جوشش و تقطیر و پارامترهای بدون بُعد در جوشش و تقطیر، منحنی جوشش و جوشش استخری در درس انتقال حرارت 2 بررسی می‌شوند. در ادامه درس انتقال حرارت 2، انتقال حرارت در مخازن همزده، در جریان متعامد روی سطوح، انتقال حرارت همراه با تغییر فاز، جوش و تبخیر و میعان فیلمی، انتقال حرارت تشعشعی، اجسام خاکستری و سیاه، روابط انتقال حرارت به صورت تشعشعی و ترکیب انتقال حرارت هدایتی آموزش داده می‌شوند.

همچنین درباره تشابه بین انتقال حرارت و انتقال جرم، قانون پخش فیک، انتقال جرم به روش نفوذی و اجباری، معادله بقای جرم و تشریح تشابه رینولدز برای انتقال حرارت و جرم نیز در این درس صحبت می‌شود.

منابع برتر برای انتقال حرارت 2

در این بخش لیست چندین کتاب برتر مرجع در زمینه هدایت و تابش انتقال حرارت را گردآوری کرده‌ایم. این کتاب‌ها توسط دانشجویان دانشگاه‌ها، موسسات برتر استفاده می‌شوند. در اینجا لیست کامل چندین کتاب برتر در زمینه هدایت و انتقال حرارت به همراه بررسی و توضیحات مربوط به هر کتاب آمده است. تلاش زیادی برای تحقیق در مورد بهترین کتاب‌ها در زمینه هدایت و انتقال حرارت تابشی انجام شده و لیست توصیه شده شامل 10 کتاب برتر است که شامل نام بهترین کتا‌ب‌ها، نویسندگان، ناشران آنها است. همچنین پیوندهایی به وب سایت آمازون برای خرید مستقیم و توضیحات در مورد این کتاب‌ها داده شده است.

انتقال حرارت: اصول و تمرین توسط توماس وتزل و پیتر بوخ

این کتاب اصول اولیه انتقال حرارت را توضیح می‌دهد. موضوعات زیر در این کتاب موجود است: حالت پایدار و هدایت حرارتی گذرا، همرفت آزاد و اجباری، سطوح لبه‌ دار، تراکم و جوش، تابش، طراحی مبدل حرارتی، مسائل و حل مسائل پس از معرفی اصطلاحات اساسی. همچنین خواننده با مکانیسم‌های مختلف انتقال حرارت نیز آشنا می‌شود. کاربرد عملی این مکانیزم‌ها در مثال‌ها نشان داده شده است. جداول خواص مواد و فرمول‌های استفاده از آنها در برنامه‌ها نیز در ضمیمه گنجانده شده است. این کتاب به عنوان منبع ارزشمندی برای دانشجویان و مهندسان این صنعت عمل خواهد کرد. خوانندگان این کتاب می‌توانند مبدل‌های حرارتی پیچیده‌ای را برای خنک کننده محفظه‌های پیشران موشک، کندانسورها و اواپراتورها برای پمپ‌های حرارتی طراحی کنند. برای توضیحات بیشتر در مورد این کتاب اینجا (+) را ببینید.

انتقال حرارت توسط کانی راج

کتاب انتقال حرارت که توسط Kanni Raj A گردآوری شده است، ابتدا پذیرفته‌ترین مفاهیم مانند هدایت، همرفت و تابش را بیان می‌کند و سپس روش‌های عددی و کاربردهای انتقال حرارت در هوافضا را معرفی می‌کند. این کتاب به 5 فصل تقسیم شده است و عمدتاً به عنوان یک کتاب درسی برای رشته مهندسی هوانوردی در نظر گرفته می‌شود و تقریباً همه موضوعات مربوط به موضوع انتقال حرارت را در مهندسی هوانوردی پوشش می‌دهد. اگر دانشجوی این رشته هستید، این کتاب می‌تواند یک منبع مناسب برای شما باشد. برای توضیحات بیشتر در مورد این کتاب اینجا (+) را ببینید.

انتقال حرارت (سری McGraw-Hill در مهندسی مکانیک) توسط جک پی هولمن

این کتاب برای دانشجویان مهندسی مکانیک به عنوان یک منبع معتبر در انتقال حرارت می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. این کتاب بر درک فیزیکی پدیده‌ها تاکید دارد و نمونه‌ها و الگوهای جدید منابع به روز شده برای راه حل‌های کامپیوتری را در اختیار دانشجویان قرار می‌دهد. موضوعات مختلف موجود در این کتاب عبارت از تجزیه و تحلیل داده‌های تجربی، اندازه گیری‌های اولیه الکتریکی و دستگاه‎‌های حسگر، جابجایی و اندازه‌گیری مساحت، فشار اندازه گیری، اندازه گیری جریان، اندازه گیری دما، اندازه گیری ویژگی‌های حرارتی و حمل و نقل، اندازه گیری نیرو، گشتاور و کرنش، اندازه گیری حرکت و ارتعاش، اندازه گیری تابش حرارتی و هسته‌ای، نمونه گیری و اندازه گیری آلودگی هوا، جمع آوری و پردازش داده‌ها، نگارش گزارش و ارائه آن و طراحی آزمایش هستند. برای توضیحات بیشتر در مورد این کتاب اینجا (+) را ببینید.

هندی بوک داده‌های مهندسی حرارت توسط B Sreenivasa Reddy

این کتاب به گونه‌ای طراحی شده است که تمام زمینه‌های برنامه درسی مهندسی حرارت، یعنی ترمودینامیک، انتقال حرارت و جرم، تبرید، تهویه مطبوع و انرژی خورشیدی را پوشش می‌دهد. کتاب‌های دیگری که عموماً در بازار موجود است مختص هر یک از موضوعات فوق است اما این کتاب تمام این مباحث را پوشش می‌دهد. این کتاب خواص مواد مختلف، جداول و نمودارها، فرمول‌ها و روابط تجربی مربوط به برنامه درسی مهندسی حرارت را ارائه می‌دهد. موضوع مورد بحث به طور منطقی توسعه یافته و تدوین شده و حول یک موضوع مرکزی منسجم ادغام شده است. برای توضیحات بیشتر در مورد این کتاب اینجا (+) را ببینید.

انتقال حرارت و جرم توسط راجندرا کاروا

این کتاب درمان کلاسیک مشکلات انتقال گرما را به صورت جامع با تأکید بر درک فیزیکی مسائل ارائه می‌دهد. این تأکید به ویژه در فصل‌های انتقال حرارت توسط رسانش قابل مشاهده است. در این کتاب بر حل مسائل هدایت حرارتی دو بعدی ثابت و ناپایدار تأکید می‌شود. یکی دیگر از ویژگی‌های ویژه کتاب، فصل معرفی طراحی مبدل‌های حرارتی و مشکلات طراحی آن‌ها است.

در کتاب یک راه حل ساده و قابل درک از تابش گازی ارائه شده است. همچنین یک فصل ویژه در مورد بخاری‌های خورشیدی صفحه تخت گنجانده شده که مدل سازی و شبیه سازی حرارتی هیدرولیک را پوشش می‌دهد. فصل انتقال جرم در این کتاب با توجه به نیازهای دانشجویان مهندسی مکانیک نوشته شده است. این کتاب شامل تعداد زیادی مسائل متنوع حل شده است که با نمودارهای خطی پشتیبانی می‌شوند. تمام مسائل در پایان هر فصل با پاسخ گام به گام بررسی و حل می‌شوند. این کتاب مناسب دانشجویان کارشناسی و کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک است و به طور کامل مباحث دوره‌های انتقال حرارت را پوشش می‌دهد. همچنین این کتاب می‌تواند به عنوان مرجعی برای دانشجویانی که برای کنکور کارشناسی ارشد آماده می‌شوند، مورد استفاده قرار گیرد. برای توضیحات بیشتر در مورد این کتاب اینجا (+) را ببینید.

طرح کلی انتقال حرارت Schaum ، چاپ دوم (مهندسی Schaums) توسط دونالد پیتس و Leighton E Sissom

این کتاب به طور کامل همرفت و تابش را پوشش می‌دهد و مسائل مختلف را با توضیحات کامل که دانش خواننده را تقویت می‌کند مورد بررسی قرار می‌دهد. موضوعات مورد بحث در این کتاب عبارت از رسانایی حالت ثابت یک بعدی، رسانایی حالت پایدار چند بعدی، هدایت متغیر در زمان، مکانیک سیالات، همرفت غیرطبیعی: جریان آرام، همرفت غیرطبیعی: جریان متلاطم، همرفت طبیعی، جوش و چگالش، مبدل‌های حرارتی و تابش هستند. برای توضیحات بیشتر در مورد این کتاب اینجا (+) را ببینید.

فناوری پخت بیسکویت: راهنمای پردازش و مهندسی توسط آیین دیویدسون

این کتاب به عنوان یک کتاب مرجع برای مدیران ارشد و کارکنان درگیر در پخت بیسکویت در مقیاس صنعتی عمل می‌کند. این کتاب، فرآیند صنعت بیسکویت، مواد تشکیل دهنده، فرمولاسیون علاوه بر طراحی، ساخت، نصب، راه اندازی و نگهداری کوره‌های پخت را پوشش می‌دهد. این کتاب یک مرور کلی در فصل‌های 1 تا 3 در مورد جزئیات فرایندهای اصلی بیسکویت، محدوده محصول، مواد تشکیل دهنده و تغییرات فرآیند در طول پخت را ارائه می‌دهد. همه فصل‌ها سازماندهی و به روز شده‌اند.

جزئیاتی از بهترین شیوه‌های ایمنی در صنعت، بهداشت و نگهداری فرها به همراه توضیحاتی در مورد انتقال گرما و انواع طراحی کوره بیسکویت با تصاویر و نقشه‌های واضح، در این کتاب آورده شده است. این کتاب با جمع آوری تمام اطلاعات در مورد نحوه انتخاب و تعیین فر که باید برای طیف خاصی از بیسکویت خریداری شود، یک راهنمای کامل است که به مهندسان، تولید و خریداران و کارکنان صنعت بیسکویت کمک می‌کند تا بهترین تصمیمات را در مورد خرید کارآمد اجاق گاز اتخاذ کنند. در حقیقت این کتاب مبحث انتقال حرارت را در یک پروژه تولیدی مشخص مورد استفاده قرار می‌دهد. برای توضیحات بیشتر در مورد این کتاب اینجا (+) را ببینید.

مهندسی انتقال حرارت توسط Donatello Annaratone

این کتاب برای همه علاقمندان به انتقال حرارت، از جمله دانشمندان، طراحان و دانشجویان مناسب است و نیازهای آن‌ها را برآورده می‌کند. کتاب شامل دو معیار اصلی است، اولین مورد شامل دقت زیاد در موارد ضروری علمی، بدون زیاده گویی نظری است. گنجاندن برخی از مطالعات نظری در کتاب، حتی اگر به دلیل دقت علمی آن‌ها تحسین برانگیز باشد، بنیان علمی این کتاب را نیز مستحکم می کند اما نقطه ضعف کتاب این است که این مباحث را بدون ارائه دانش کاربردی بیشتر به خواننده بررسی می‌کند. معیار دوم ارائه راه حل‌های عملی برای مشکلات عملیاتی است. هنگامی که یک مورد عملی نزدیک به یک راه حل نظری کاملاً مشخص است، عوامل اصلاحی معرفی می‌شوند که راه حل‌های ساده و صحیح را برای مسئله ارائه می‌دهند. برای توضیحات بیشتر در مورد این کتاب اینجا (+) را ببینید.

انتقال حرارت تحلیلی توسط Je-Chin Han

این کتاب نحوه تجزیه و تحلیل و حل مسائل انتقال حرارت، همرفت و تابش را توضیح می‌دهد. این کتاب مناسب برای دانشجویان مقطع کارشناسی ارشد است و فاصله بین دوره‌های کارشناسی انتقال حرارت و دوره‌های تحصیلات تکمیلی انتقال حرارت پیشرفته را پر می‌کند. کتاب بر مدل سازی و حل مشکلات انتقال مهندسی به صورت تحلیلی به جای استفاده از معادلات و همبستگی برای محاسبات مسائل مهندسی تاکید دارد. این کتاب بسیاری از روش‌های تحلیلی مشهور و راه حل‌های آن‌ها مانند توابع بسل، جداسازی متغیرها، روش شباهت، روش انتگرال و روش وارونگی ماتریس را شرح و پوشش می‌دهد. همچنین مشتقات فرمول ریاضی به صورت گام به گام، روش‌های حل تحلیلی و نمونه‌های متعدد نمایشی از کاربردهای انتقال حرارت در این کتاب ارائه شده است. برای توضیحات بیشتر در مورد این کتاب اینجا (+) را ببینید.

معرفی فیلم‌های آموزش حرارت و سیالات (Heat and Fluid) فرادرس

منابع آموزشی حرارت و سیالات (Heat and Fluid) بسیار فراوان هستند اما بسیاری از منابع به زبان انگلیسی بوده و خرید آن‌ها به صورت مستقیم دشوار است. همچنین جزوات دانشگاهی که به صورت دست نویس توسط دانشجویان دانشگاه‌های مختلف در وبسایت‌ها بارگذاری می‌شود معمولاً ناقص است و به راحتی قابل خواندن نیست. به این دلایل فرادرس مجموعه دوره‌های آموزش حرارت و سیالات (Heat and Fluid) را برای کاربران با کاربردهای مختلف ضبط و آماده کرده است. این آموزش‌ها را به صورت فهرست وار در ادامه معرفی می‌کنیم و برخی از آن‌ها را به صورت جزئی‌تر برای شما توضیح می‌دهیم. مجموعه آموزش حرارت و سیالات (Heat and Fluid) فرادرس شامل موارد زیر هستند:

• آموزش مکانیک سیالات (مرور و حل تست کنکور ارشد)
• آموزش ترمودینامیک ۲
• آموزش انتقال حرارت
• آموزش ترمودینامیک ۱
• آموزش مقدماتی مکانیک سیالات ۲
• آموزش شبیه سازی و تحلیل انرژی در ساختمان با DesignBuilder
• آموزش انتقال حرارت (حل تست های کنکور ارشد و دکتری)
• آموزش جریان لزج (ویسکوز)
• آموزش نرم افزار ترنسیس (TRNSYS 16) برای تحلیل سیستم های انرژی - مقدماتی
• آموزش ترمودینامیک ۲ (مرور و حل مساله)
• آموزش شبیه سازی برخورد در نرم افزار انسیس (ANSYS) با ماژول Explicit Dynamics
• آموزش آشنایی با سیستم های تهویه مطبوع سرمایشی و گرمایشی (چیلرهای توربوکر و دیگ های چگالشی)
• آموزش پروژه محور انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) - مدل سازی باتری
• آموزش اصول طراحی، نصب و سرویس سیستم های تهویه مطبوع حجم متغیر VRF
• آموزش هدایت حرارتی پیشرفته

معرفی فیلم آموزش انتقال حرارت

مجموعه فرادرس در تولید و تهیه محتوای آموزشی خود اقدام به تهیه فیلم آموزش انتقال حرارت کرده است. این مجموعه آموزشی از یازده درس تشکیل شده و برای دانشجویان رشته‌های مهندسی مکانیک، مهندسی شیمی، مهندسی هسته‌ای و مهندسی پلیمر مفید است. پیش نیاز این مجموعه آموزش ترمودینامیک و مکانیک سیالات است.

درس اول این مجموعه به معرفی کلی انواع مکانیزم‌های انتقال حرارت می‌پردازد و درس دوم انتقال حرارت تشعشعی و تعریف مفاهیم اصلی را آموزش می‌دهد. درس سوم به انتقال حرارت تشعشعی نمودار پلانک و نکات آن و درس چهارم به شار تابشی و ضرایب مربوط به انتقال حرارت تشعشعی اختصاص دارد. در درس پنجم انتقال حرارت تشعشعی محاسبه تبادل حرارتی را خواهید آموخت و در درس ششم این مجموعه با انتقال حرارت تشعشعی مفهوم مقاومت حرارتی آشنا خواهید شد.

درس هفتم و هشتم این مجموعه به ترتیب به آموزش مفاهیم انتقال حرارت هدایتی مفاهیم اصلی و معادله انرژی و انتقال حرارت هدایتی CFD و کنترل انتقال حرارت به وسیله فین اختصاص دارد. در درس نهم انتقال حرارت هدایتی مسائل ناپایا و وابسته به زمان بررسی می‌شود و در درس دهم انتقال حرارت جا به جایی مفاهیم اصلی و معادلات مربوط به آن آموزش داده می‌شود. در نهایت درس یازدهم و آخر این مجموعه به انتقال حرارت جا به جایی انواع جریان‌ها و به دست آوردن ضریب انتقال حرارت اختصاص دارد.

• برای دیدن فیلم آموزش انتقال حرارت +‌ اینجا کلیک کنید.

معرفی فیلم آموزش ترمودینامیک ۱

مجموعه فرادرس در تولید و تهیه محتوای آموزشی خود اقدام به تهیه فیلم آموزش ترمودینامیک ۱ کرده است. این مجموعه آموزشی از نه درس تشکیل شده و برای دانشجویان رشته فیزیک، مهندسی شیمی، پرتوپزشکی و مهندسی مکانیک مفید است. پیش‌نیاز این درس آموزش ریاضی عمومی ۱ و آشنایی با مفاهیم فیزیک است.

درس اول این مجموعه به توضیحات مقدماتی در مورد نیروگاه‌های ساده بخاری، پیل سوختی، سیکل‌های تبرید و موتور موشکی شیمیایی و درس دوم به معرفی مفاهیم و تعاریف اولیه مانند آحاد ترمودینامیکی، انرژی، قانون صفرم ترمودینامیک و مقیاس‌های دما می‌پردازد. درس سوم به خواص ماده خالص و رفتار گازهای ایده آل و غیرایده آل و درس چهارم به شناخت کار و گرما اختصاص دارد. در درس پنجم و ششم به ترتیب قانون اول ترمودینامیک و تحلیل قانون اول ترمودینامیک برای حجم کنترل را خواهید آموخت و در درس هفتم مفاهیم مربوط به قانون دوم ترمودینامیک بررسی می‌شود. درس هشتم این مجموعه به آموزش آنتروپی می‌پردازد و در نهایت درس نهم به تحلیل قانون دوم ترمودینامیک در حجم کنترل اختصاص دارد.

• برای دیدن فیلم آموزش ترمودینامیک ۱ +‌ اینجا کلیک کنید.

معرفی فیلم آموزش انتقال حرارت (حل تست های کنکور ارشد و دکتری)

مجموعه فرادرس در تولید و تهیه محتوای آموزشی خود اقدام به تهیه فیلم آموزش انتقال حرارت (حل تست های کنکور ارشد و دکتری) کرده است. این مجموعه آموزشی از هشت بخش تشکیل شده و برای دانشجویان رشته‌های مهندسی شیمی و مهندسی مکانیک مفید است. پیش‌نیاز این درس  آموزش ترمودینامیک مهندسی شیمی، آموزش ریاضی پایه دانشگاهی و آموزش انتقال جرم است.

درس اول این مجموعه به حل سوالات ارشد سال 90 تا 94 در مبحث انتقال حرارت هدایتی اختصاص دارد. درس دوم شامل بررسی سوالات 90 تا 94 در موضوع پره‌ها و حرارت گذرا است. درس سوم به بررسی سوالات 90 تا 94 انتقال حرارت جابجایی می‌پردازد و درس چهارم به سوالات 90 تا 94 در مبحث جابجایی آزاد، جوشش اختصاص دارد. در درس پنجم در مورد مبدل‌های حرارتی در سوالات کارشناسی ارشد 90 تا 94 خواهید آموخت و در درس ششم مبحث تششع در سوالات ارشد بررسی می‌شود. درس هفتم به سوالات کارشناسی ارشد سال 95 اختصاص دارد و در نهایت در بخش هشتم و آخر این مجموعه سوالات کنکور دکتری بررسی خواهد شد.

• برای دیدن فیلم آموزش انتقال حرارت (حل تست های کنکور ارشد و دکتری) + اینجا کلیک کنید.

معرفی فیلم آموزش هدایت حرارتی پیشرفته

مجموعه فرادرس در تولید و تهیه محتوای آموزشی خود اقدام به تهیه فیلم آموزش هدایت حرارتی پیشرفته کرده است. این مجموعه آموزشی از پنج درس تشکیل شده و برای دانشجویان رشته‌مهندسی مکانیک در مقطع ارشد و کارشناسی مفید است. پیش‌نیاز این درس آموزش انتقال حرارت است.

درس اول این مجموعه به آشنایی با مبانی انتقال حرارت می‌پردازد و درس دوم نحوه فرمول بندی مسائل را معرفی می‌کند که شامل مثال‌هایی برای روش دیفرانسیلی نیز است. درس سوم به حل مسائل یک بعدی پایدار اختصاص دارد که شامل حل این مسائل در مختصات کارتزین، کروی و استوانه‌ای است و همچنین تئوری سطح گسترش یافته یا فین را نیز بررسی می‌کند. همچنین درس چهارم این مجموعه به حل مسائل پایدار دو بعدی می‌پردازد. در نهایت، درس پنجم و آخر این مجموعه به حل مسائل ناپایدار اختصاص دارد که تئوری Lump، حل مثال برای تئوری Lump، روش حل تحلیلی و حل مثال برای روش تحلیلی را شامل می‌شود.

• برای دیدن فیلم آموزش هدایت حرارتی پیشرفته +‌ اینجا کلیک کنید.

معرفی فیلم آموزش مقدماتی مکانیک سیالات ۲

مجموعه فرادرس در تولید و تهیه محتوای آموزشی خود اقدام به تهیه فیلم آموزش مقدماتی مکانیک سیالات ۲ کرده است. این مجموعه آموزشی از هشت درس تشکیل شده و پیش‌نیاز آن آموزش مقدمه‌ای بر مهندسی شیمی، آموزش موازنه انرژی و مواد، آموزش ترمودینامیک ۱ و مکانیک سیالات 1 است. این مجموعه برای دانشجویان مهندسی شیمی، مهندسی مکانیک، مهندسی عمران و مهندسی نفت است.

درس اول و دوم این مجموعه در دو بخش جریان‌‌های لایه مرزی را آموزش می‌دهد. درس سوم و چهارم نیز در دو بخش به توربوماشین‌ها اختصاص دارد. در درس پنجم و ششم جریان‌های تراکم ‌پذیر آموزش داده می‌شود و درس هفتم جریان در بسترهای پرشده پوشش داده می‌شود. در نهایت، درس هفتم و آخر این مجموعه به آشنایی با جریان سیال در مخزن اختصاص دارد که شامل انواع سیالات موجود در مخزن، انواع رژیم‌های جریان مخزن، انواع هندسه و حالت‌های جریان مخزن و تعدد سیالات در مخزن است.

• برای دیدن فیلم آموزش مقدماتی مکانیک سیالات ۲ +‌ اینجا کلیک کنید.

جمع‌بندی

در این نوشتار انتقال حرارت و خصوصاً مبحث انتقال حرارت 2 را معرفی و بررسی کردیم. بدین منظور در ابتدا کلیات اصلی انتقال حرارت را بیان کردیم و سپس به بررسی و معرفی منابع مختلف خواندنی و ویدیویی پرداختیم.