Ders Öğretim Planı

Ders Kodu Ders Adı Ders Türü Yıl Dönem AKTS
MMB608 Taşınım Isı Transferi 927003 1 1 7.5

Dersin Amacı

Bu dersin amacı mühendislikte taşınımla ısı transferi kavramını ve problem çözüm yöntemlerini öğretmektir. Dersi alacak öğrencilerin lisans düzeyinde akışkanlar mekaniği ve ısı transferi bilgisine sahip olması gerekmektedir. Mühendislik taşınımla ısı, momentum ve kütle transferi problemlerinin matematiksel modellerinin kurularak analitik ve sayısal yöntemlerle çözülmesi amaçlanmaktadır.

Dersin Veren Öğretim Görevlisi/Görevlileri

Doç. Dr. Lütfü NAMLI

Ön Koşul Dersleri

Yok

Önerilen Diğer Hususlar

Yok

Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar

1) Kays, W. M., Crawford, M. E., Convective Heat and Mass Transfer, 3rd Edition, Mcgraw-Hill Series in Mechanical Engineering.,1993. 2) Arpaci, V. S., Larsen, P. S., Convection Heat Transfer, First Edition Edition, Prentice Hall, 1984. 3) Incropera F. P., De Witt, D. P., Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 4 Edition, John Wiley&Sons, 2007.

Dersin Sunulduğu Dil

Türkçe

Staj Durumu

Yok

Dersin İçeriği

Ders, taşınımla ısı transferi korunum denklemleri, analitik yöntemler ve sonlu hacimler yöntemleriyle taşınımla ısı transferi problemlerinin çözümü konularını içermektedir. Laminer ve türbülanslı, iç ve dış, zorlanmış ve doğal taşınımlı akışlarda momentum, ısı ve kütle transferi incelenecektir.

Değerlendirme

# Etkinlikler Adet Yuzde Katkısı Yarıyıl İci Etkinlik Yıl Sonu Etkinlik
90 Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri 0 40
91 Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri 0 60
1 Ara Sınav 1 50 1
20 Rapor Hazırlama 4 30 1
22 Proje Hazırlama 1 20 1
2 Final Sınavı 1 100 1

Ders İş Yükü Verisi

# Etkinlikler Adet Süresi(saat) Toplam İş Yükü(saat)
5 Derse Katılım 14 4 56
20 Rapor Hazırlama 4 5 20
22 Proje Hazırlama 1 20 20
29 Bireysel Çalışma 14 6 84
33 Final Sınavı içiin Bireysel Çalışma 1 5 5

Haftalık Ders İçeriği

Hafta Teorik Uygulama Laboratuar Ders Notları
1 Laminer ve türbülanslı taşınım, hacim ve yüzey kuvvetleri, termodinamik bağıntılar, Reynolds transport teoremi. Akışkan gerilme kuvvetleri ve akı kanunları (Fourier ısı iletim kanunu ve Fick difüzyon kanunu), kütle, momentum ve toplam ve ısıl enerjinin korunumu prensipleri, taşınım özelliklerinin boyutsuz grupları, türbülanslı akış taşınım katsayıları.
2 Laminer momentum, ısıl ve kütle difüzyonu sınır tabakalarının diferansiyel denklemleri.
3 Laminer momentum ve ısıl sınır tabakaların integral denklemleri, yer değiştirme ve momentum kalınlıkları, entalpi ve iletim kalınlıkları.
4 Türbülanslı momentum sınır tabaka diferansiyel denklemleri, anlık türbülans denklemleri, Reynolds ayrıştırması, zaman ortalaması ve türbülans istatistikleri, türbülansın Reynolds-ortalamalı taşınım denklemleri.
5 Türbülanslı ısıl sınır tabaka diferansiyel denklemleri, ısı ve momentum arasında Reynolds ve Prandtl-Taylor analojileri.
6 Benzeşim dönüşümleri, boyut analizi ile benzeşim değişkeninin bulunması, sınır tabakaların benzeşim çözümü, benzer olmayan sınır tabakalar.
7 Laminer iç akışlarda momentum transferi, dairesel kesitli borularda tam gelişmiş laminer akış, diğer kesitli borularda tam gelişmiş laminer akış, laminer hidrodinamik giriş uzunluğu.
8 Ara sınav.
9 Laminer iç akışlarda ısı transferi, dairesel kesitli boru içinde laminer akışta enerji diferansiyel denklemi, tam gelişmiş hız ve sıcaklık profilleri ve ısıl giriş uzunluğu hesabı, diğer kesitli boru içinde laminer akışta çözümler, hidrodinamik olarak tam gelişmiş iç akışta eksenel yönde değişen sıcaklığın veya ısı akısının etkisi, hidrodinamik ve ısıl giriş uzunlıklarının birlikte hesabı.
10 Laminer dış sınır tabakalarda momentum transferi, laminer, sıkıştırılamaz, özellikleri ve serbest akış hızı sabit ve değişken sınır tabakalarda benzeşim çözümleri, benzer olmayan sınır tabakalar, momentum integral denklemi ile laminer, sabit serbest akış hızlı sınır tabakanın yaklaşık çözümü, eksenel simetrik bir cisim dışındaki laminer sınır tabakanın yaklaşık çözümü.
11 Laminer dış sınır tabakalarda ısı transferi, sabit sıcaklıklı yarı sonsuz levha üzerinde sabit ve değişken serbest hızlı akışlar, sabit sıcaklıklı, yarı sonsuz, püskürten veya emen levha üzerinde akış, benzer olmayan ısıl sınır tabakalar, başlangıç bölümü ısıtılmayan, değişken yüzey sıcaklıklı veya değişken ısı akısı uygulanan yarı sonsuz levha üzerinde sabit serbest hızlı akışlar, keyfi şekilli, sabit veya değişken sıcaklıklı cisim üzerinde akış, dış sınır tabakanın cisimden ayrılması.
12 Türbülanslı dış sınır tabakalarda momentum transferi, laminer-türbülanslı sınır tabaka geçişi, türbülanslı sınır tabaka tasviri, döngü yayılımı ve döngü viskozitesi kavramları, Prandtl karışım uzunluğu teorisi, duvar koordinatları, duvar kanunu, türbülanslı momentum sınır tabakanın yaklaşık çözümü, sürekli duvar kanunu (van Driest modeli), türbülans kinetik enerjisi-sönümleme hızı modeli, denge türbülanslı sınır tabakaları, terleyen türbülanslı sınır tabakalar, yüzey pürüzlülüğü, eksenel eğrilik ve serbest akım türbülansı etkileri.
13 Türbülanslı dış sınır tabakalarda ısı transferi, ısı transferi için döngü yayılımı, döngü iletkenliği ve türbülans Prandtl sayısı kavramları, Reynolds analojisi, türbülanslı Prandtl sayısı için bir iletim modeli, enerji denkleminin tam çözümü, ısıl sınır tabaka için duvar kanunu, basınç gradyentinin sıcaklık profillerine etkisi, sabit serbest akım hızlı ve sabit yüzey sıcaklıklı veya başlangıç kısmı ısıtılmayan veya değişken yüzey sıcaklıklı veya değişken ısı akımı uygulanan yarı sonsuz levha için ısı transferi hesabı, değişken serbest akım hızı için yaklaşık çözüm, yüksek ivmeli sınır tabakalar, terleyen türbülanslı sınır tabaka, film-soğutma, yüzey pürüzlülüğü, eksenel eğrilik ve serbest akım türbülansı etkileri.
14 Türbülanslı iç akışlarda momentum transferi: Dairesel kesitli boruda tam gelişmiş akım, diğer kesitli borularda tam gelişmiş akım, yüzey pürüzlülüğü etkileri.
15
16

Dersin Öğrenme Çıktıları

# Öğrenme Çıktı Id Açıklama
1 1479150 Mühendislikte taşınımla ısı transferi problemlerinin matematiksel modellenmesi için gerekli koordinat sistemi ve fiziksel değişkenleri ve özellikleri belirleyebilme.
2 1479151 Taşınımla ısı transferi problemlerinin diferansiyel ve integral formlarda ifade edebilmek ve bunları kontrol hacmi yöntemiyle modelleyebilmek.
3 1479152 Mühendislikte taşınımla ısı transferi problemlerini analitik ve sayısal yöntemlerle çözebilmek.

Bölüm Program Çıktıları

# Program Çıktı Id Açıklama
1 77568 Alanında bilimsel araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşır, bilgiyi değerlendirir, yorumlar ve uygular.
2 77570 Mühendislikte uygulanan güncel teknik ve yöntemler ile bunların kısıtları hakkında kapsamlı bilgi sahibidir.
3 77571 Belirsiz, sınırlı ya da eksik verileri kullanarak, bilimsel yöntemlerle bilgiyi tamamlar ve uygular; değişik disiplinlere ait bilgileri bir arada kullanabilir.
4 77572 Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamalarının farkındadır, ihtiyaç duyduğunda bunları inceler ve öğrenir.
5 77573 Alanı ile ilgili problemleri tanımlar ve formüle eder, çözmek için yöntem geliştirir ve çözümlerde yenilikçi yöntemler uygular.
6 77569 Yeni ve/veya özgün fikir ve yöntemler geliştirir; karmaşık sistem veya süreçleri tasarlar ve tasarımlarında yenilikçi/alternatif çözümler geliştirir.
7 77574 Kuramsal, deneysel ve modelleme esaslı araştırmaları tasarlar ve uygular; bu süreçte karşılaşılan karmaşık problemleri irdeler ve çözümler.
8 77575 Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilir, bu tür takımlarda liderlik yapabilir ve karmaşık durumlarda çözüm yaklaşımları geliştirebilir; bağımsız çalışabilir ve sorumluluk alır.
9 77576 Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 Genel Düzeyinde kullanarak, sözlü ve yazılı iletişim kurar.
10 77577 Çalışmalarının süreç ve sonuçlarını, o alandaki veya alan dışındaki ulusal ve uluslararası ortamlarda sistematik ve açık bir şekilde yazılı ya da sözlü olarak aktarır.
11 77578 Mühendislik uygulamalarının sosyal, çevresel, sağlık, güvenlik, hukuk boyutları ile proje yönetimi ve iş hayatı uygulamalarını bilir ve bunların mühendislik uygulamalarına getirdiği kısıtların farkındadır.
12 77579 Verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir.

Ögrenme Çıktı Matrisi

Program Çıktısı
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Öğrenme Çıktısı
1 5 5 5 5 5
2 5 5 5 5 5
3 5 5 5 5 5
* Katkı Düzeyi : 1 Çok düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 Çok yüksek