Studijní materiál: Úvod do přenosových jevů pro inteligentní budovy

Příručka Úvod do přenosových jevů je určena studentům magisterského programu Inteligentní budovy. Cílem výuky Přenosové jevy, a tedy i tohoto studijního textu, je poskytnout teoretický základ především pro další předměty z oblasti tepelné techniky budov a zařízení techniky prostředí (vytápění, větrání, klimatizace), s nimiž se studenti programu Inteligentní budovy setkají během studia.

Přenosovými jevy se v mechanice souhrnně označuje přenos hybnosti, tepla a hmoty. Tyto dílčí procesy často probíhají současně, existují mezi nimi analogie a podobnosti, navzájem se ovlivňují a často není ani možné studovat je odděleně. Z těchto důvodů je pro ně vyvinuta jednotná teorie přenosových jevů. Protože však výuka předmětu Přenosové jevy počítá s účastí studentů, kteří se např. s Bernoulliho rovnicí setkali naposledy na střední škole (pokud vůbec), je výklad uspořádán zvlášť pro mechaniku tekutin, sdílení tepla a přenos hmoty, což je názornější a vhodnější pro postupné získání představy o fyzikální podstatě studovaných dějů.

Obsah příručky vychází z toho, že by úroveň znalostí z přenosových jevů u studentů programu Inteligentní budovy měla přibližně odpovídat znalostem absolventa bakalářského studia na strojní fakultě, přičemž jsou určitá témata rozšířena a prohloubena s ohledem na zaměření studijního programu, některá jsou naopak vyložena velmi stručně nebo naopak z výuky zcela vypuštěna.

Kapitoly 3 až 9 jsou věnovány především mechanice tekutin. V kapitole 7, zaměřené na energetickou rovnici, jsou stručně vyloženy některé obecné poznatky z termodynamiky, které jsou důležité také pro pochopení úprav stavu vlhkého vzduchu. Kapitola 8 ukazuje univerzální tvar základních rovnic, které používáme pro řešení přenosových jevů, a je tedy náhledem do jednotného pojetí teorie přenosových jevů.

Kapitola 10 pojednává o podobnosti a modelování, které jsou nezbytným nástrojem pro řešení úloh z přenosu tepla a hmoty, kterým jsou věnovány další čtyři kapitoly 11 až 14. Kapitola 13 obsahuje mimo jiné základy termodynamiky vlhkého vzduchu. Dvě poslední kapitoly příručky jsou věnovány aplikacím probrané teorie v tepelné technice staveb a ve výměnících tepla.

Pro zájemce o širší a hlubší poznatky v dané oblasti je na konci příručky uveden seznam skript vydaných na Fakultě strojní ČVUT v Praze, v nichž se lze seznámit s podrobnějším teoretickým výkladem některých partií přenosových jevů, případně s tématy, která se nevešla do tohoto studijního textu. Přenosové jevy jsou samozřejmě předmětem řady kvalitních zahraničních učebnic a monografií, za všechny je třeba jmenovat dnes již legendární knihu Transport phenomena autorů R. B. Birda, W. E. Stewarta a E. N. Lightfoota.