آنچه در این دوره خواهید آموخت:

• همرفت اجباری و طبیعی: آشنایی کامل با مکانیسم‌های انتقال حرارت همرفتی، چه زمانی که سیال به صورت اجباری حرکت می‌کند و چه زمانی که اختلاف چگالی ناشی از دما باعث حرکت آن می‌شود. یادگیری روابط و معادلات حاکم بر این پدیده‌ها در هندسه‌های مختلف مانند صفحات، استوانه‌ها و لوله‌ها.

• مفاهیم پیشرفته تابش حرارتی: درک اصول تابش الکترومغناطیسی، قانون استفان-بولتزمن، مفهوم جسم سیاه، خاکستری و سطوح واقعی. توانایی تحلیل تبادل حرارت تابشی بین سطوح مختلف با در نظر گرفتن فاکتور دید و ویژگی‌های سطحی.

• تحلیل و طراحی مبدل‌های حرارتی: تسلط بر انواع مبدل‌های حرارتی (لوله‌ای، صفحه‌ای، پره‌دار و…) و روش‌های تحلیل آن‌ها از جمله روش اختلاف دمای لگاریتمی متوسط (LMTD) و روش واحدهای انتقال حرارت (NTU). این بخش شما را قادر می‌سازد تا مبدل‌های حرارتی را برای کاربردهای خاص طراحی و بهینه سازی کنید.

• هدایت حرارت گذرا: بررسی مسائل انتقال حرارت که در آن‌ها دما با زمان تغییر می‌کند. یادگیری روش‌های تحلیلی و عددی برای حل این مسائل، از جمله استفاده از تحلیل ظرفیت فشرده (Lumped Capacitance) و نمودارهای هیستلر و گروبر برای اجسام با ابعاد بزرگتر.

• کاربرد نرم‌افزار در حل مسائل انتقال حرارت: معرفی ابزارها و اصول اولیه استفاده از نرم‌افزارهای مهندسی برای مدل‌سازی و حل مسائل پیچیده انتقال حرارت، که به شما کمک می‌کند تا مفاهیم تئوری را به صورت عملی به کار بگیرید.

مزایای شرکت در این دوره:

شرکت در دوره “مبانی انتقال حرارت – بخش دوم” مزایای چشمگیری برای دانشجویان، مهندسین و متخصصان به همراه دارد:

• تقویت بنیان‌های تئوری و عملی: این دوره دانش شما را از مبانی تا کاربردهای پیشرفته انتقال حرارت تکمیل می‌کند و به شما توانایی تحلیل و طراحی سیستم‌های حرارتی پیچیده را می‌دهد.
• افزایش مهارت‌های حل مسئله: با حل مسائل متعدد و استفاده از نرم‌افزار، مهارت‌های تحلیلی و عددی شما تقویت شده و قادر به مواجهه با چالش‌های مهندسی واقعی خواهید بود.
• آمادگی برای بازار کار: درک عمیق از انتقال حرارت در صنایع مختلفی نظیر خودروسازی، هوافضا، نیروگاه‌ها، صنایع شیمیایی، تهویه مطبوع و تبرید بسیار ارزشمند است. این دوره شما را برای ورود یا پیشرفت در این حوزه‌ها آماده می‌کند.
• ایجاد مزیت رقابتی: داشتن دانش جامع در مبانی انتقال حرارت، به همراه توانایی کار با نرم‌افزارهای مرتبط، شما را از سایر فارغ‌التحصیلان یا همکاران متمایز می‌کند.
• بستر برای تحقیقات آینده: این دوره می‌تواند نقطه شروعی برای پروژه‌های تحقیقاتی عمیق‌تر در زمینه‌های انتقال حرارت پیشرفته یا دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) باشد.

پیش‌نیازهای دوره:

برای کسب حداکثر بهره‌وری از این دوره، توصیه می‌شود که دانشجویان دارای دانش و مهارت‌های زیر باشند:

• مبانی انتقال حرارت – بخش اول: آشنایی با مفاهیم پایه هدایت حرارت (steady-state conduction)، مفاهیم اصلی همرفت و تابش و قوانین بقا (انرژی، جرم و مومنتوم).

• ترمودینامیک مهندسی: درک مفاهیمی مانند انرژی، آنتروپی، چرخه کارنو، و قوانین اول و دوم ترمودینامیک.

• مکانیک سیالات پایه: آشنایی با جریان سیالات، خواص سیالات، و معادلات ناویر-استوکس در حد مقدماتی.

• ریاضیات مهندسی: تسلط بر حساب دیفرانسیل و انتگرال، معادلات دیفرانسیل معمولی و جزئی (PDEs)، و جبر خطی.

• آشنایی مقدماتی با نرم‌افزارهای مهندسی: در حد درک کلی از کاربرد نرم‌افزارهای حل عددی یا پکیج‌های مهندسی.

سرفصل‌های اصلی دوره:

این دوره به صورت ساختاریافته به چندین بخش کلیدی تقسیم شده است که هر یک بر جنبه‌های خاصی از انتقال حرارت تمرکز دارند:

• مقدمه‌ای بر همرفت: مرور اصول همرفت، لایه مرزی حرارتی و هیدرودینامیکی، اعداد بدون بعد مهم (رينولدز، ناسلت، پرانتل).

• همرفت اجباری خارجی: تحلیل جریان روی صفحات تخت، استوانه‌ها، و کره‌ها. محاسبه ضریب انتقال حرارت در این موارد و کاربردهای صنعتی.

• همرفت اجباری داخلی: بررسی جریان در لوله‌ها و کانال‌ها (جریان آرام و آشفته). توسعه‌یافتگی حرارتی و هیدرودینامیکی، و تحلیل مسائل مربوط به افت فشار و انتقال حرارت.

• همرفت طبیعی: پدیده همرفت ناشی از شناوری، عدد گراشوف، و تحلیل انتقال حرارت در سطوح عمودی و افقی.

• مبانی تابش حرارتی: ماهیت تابش، انتشار، جذب و بازتاب. قانون پلانک، وایِن و استفان-بولتزمن. مفهوم قدرت انتشار و قابلیت تابش.

• خواص تابشی سطوح: بررسی تابش اجسام خاکستری، دید فاکتور برای هندسه‌های مختلف، و مفهوم سطوح انتشاری و آینه‌ای.

• تبادل حرارت تابشی بین سطوح: محاسبه تبادل حرارت خالص بین دو یا چند سطح، استفاده از شبکه‌های تابشی برای حل مسائل پیچیده.

• مقدمه‌ای بر مبدل‌های حرارتی: طبقه بندی مبدل‌ها، انواع جریان (هم‌جهت، ناهم‌جهت، متقاطع)، و معرفی مفهوم LMTD.

• تحلیل مبدل‌های حرارتی با روش LMTD و NTU: کاربرد روش اختلاف دمای لگاریتمی متوسط برای محاسبه مساحت مبدل، و استفاده از روش NTU برای تحلیل مبدل‌های موجود و محاسبه اثربخشی آن‌ها.

• هدایت حرارت گذرا با و بدون تولید حرارت: حل معادلات هدایت حرارت گذرا در اجسام مختلف (صفحه، استوانه، کره). معرفی عدد بیوت و فوریر و نقش آن‌ها در تحلیل گذرا.

• مقدمه‌ای بر تحلیل عددی: اصول اولیه گسسته‌سازی معادلات دیفرانسیل و روش‌های حل عددی (مانند روش تفاضل محدود) در مسائل انتقال حرارت.

• کاربرد نرم‌افزار و حل مسائل: انجام پروژه‌های عملی با استفاده از ابزارهای نرم‌افزاری برای شبیه‌سازی و تحلیل پدیده‌های حرارتی پیچیده.