MAK302

Mühendislik Fakültesi \ Makine Mühendisliği

3

6

Zorunlu

İngilizce

MAK201

Makine Mühendisliği

Isı transferi mekanizmaları, kararlı tek boyutlu ısı iletimi, ısıl dirençler, toplam kütle (toplu sistem) yaklaşımı, zorlanmış taşınımla ısı transferi, ısı değiştiricileri, ışınımla ısı transferi.

1. “Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications”, 6th Edition in SI Units, Yunus A. Çengel & Afshin J. Ghajar, McGraw Hill, 2015, ISBN: 978-9813158962.
2. “Temel Isı Transferi”, H. Yüncü, S. Kakaç, Bilim Yayıncılık, 1999, ISBN: 9789755560366.
3. “Fundamentals of Heat and Mass Transfer”, F.P. Incropera, D.P. DeWitt, T.L. Bergman, A.S. Lavine, 7th Edition, John Wiley & Sons, 2011, ISBN: 978-0470501979.

Dersin amacı, makine mühendisliği öğrencilerine iletim, taşınım ve ışınımla ısı transferinin temel fiziğini kazandırmaktır. Öğrencilere temel ısı transferi problemlerinin analizi ve çözümü; analitik yöntemler, pratik tablolar, diyagramlar ve ampirik bağıntılarla desteklenerek öğretilir.

1. Öğrenciler enerji korunumu ve Fourier yasasını uygulayarak ısı iletim problemlerini temel ilkelerden formüle etme; ilgili koordinat sisteminde (Kartezyen, silindirik veya küresel) uygun sınır ve başlangıç şartlarıyla yönetici diferansiyel denklemi türetme becerisi kazanır.
2. Sıcaklık dağılımlarını ve ısı transfer hızlarını belirlemek için ısıl direnç ağları, kanatlı yüzey analizi ve yığılı sistem analizi gibi uygun yöntemler seçilip uygulanarak ısı iletim problemlerinin analiz edilmesi ve çözülmesi öğrenilir.
3. Öğrenciler Newton'un soğuma yasasına dayanarak dış ve iç akışlarda taşınımla ısı transferini analiz etme; uygun ampirik bağıntıları, grafikleri ve tabloları seçip uygulama becerisi kazanır.
4. Öğrenciler ışınım özelliklerini, şekil faktörlerini ve Stefan-Boltzmann yasasını kullanarak siyah ve gri yüzeyler dâhil yüzeyler arasında ışınımla ısı transferinin analizi hakkında bilgi kazanır.

1. Hafta: Isı Transferinin Temelleri: Isı Transferi Mekanizmaları, Isı İletimi, Isı İletim Katsayısı, Taşıma ve Işıma ile Isı Geçişi.
2. Hafta: Isı İletimi: Tek Boyutlu Isı İletim Denklemi, Genel Isı İletim Denklemi.
3. Hafta: Sürekli Şartlarda Isı İletimi: Sınır Şartları, Sürekli Tek Boyutlu Isı İletimi Problemlerinin Çözümü, Katıda Isı Üretimi.
4. Hafta: Sürekli Şartlarda Isı İletimi: Düzlem Duvarlarda Sürekli Şartlarda Isı İletimi, Isıl Temas Direnci, Genelleştirilmiş Isıl Direnç Devreleri, Silindir ve Küre İçerisinde Isı İletimi, Kritik Yalıtım Kalınlığı.
5. Hafta: Kanatlı Yüzeylerden Isı Geçişi: Kanat Denklemi, Kanat Verimi ve Kanat Etkenliği.
6. Hafta: Süreksiz Şartlarda Isı İletimi ve Zorlanmış Taşıma: Yığık Sistem Analizi, Taşıma ile Isı Geçişinin Fiziksel Mekanizması, Taşımada Akışın Sınıflandırılması, Hız Sınır Tabakası, Isıl Sınır Tabakası, Laminer ve Türbülanslı Akışlar.
7. Hafta: Dış Yüzeylerde Zorlanmış Taşıma: Düz Plakalar Üzerinde Paralel Akış, Silindirler ve Küreler Karşısında Akış, Boru Demetleri Karşısında Akış.
8. Hafta: İç Yüzeylerde Zorlanmış Taşıma: Ortalama Hız, Ortalama Sıcaklık, Giriş Bölgesi, Sabit Yüzey Isı Akısı ve Yüzey Sıcaklığı Sınır Şartları, Borularda Laminer Akış, Borularda Türbülanslı Akış.
9. Hafta: Isı Değiştiriciler: Isı Değiştirici Tipleri, Toplam Isı Transfer Katsayısı, Isı Değiştiricilerin Analizi, Logaritmik Ortalama Sıcaklık Farkı Yöntemi, Etkenlik–NTU Yöntemi, Isı Değiştirici Seçimi.
10. Hafta: Isıl Radyasyon: Radyasyon Şiddeti, Siyah Cisim Işıması, Işıma Yüzey Parametreleri, Kirchhoff Yasası, Atmosferik ve Güneş Işınımı.
11. Hafta: Isıl Radyasyon: Radyasyon Şiddeti, Siyah Cisim Işıması, Işıma Yüzey Parametreleri, Kirchhoff Yasası, Atmosferik ve Güneş Işınımı.
12. Hafta: Radyasyonla Isı Transferi: Gri Cisimler Arasında Işımayla Isı Transferi, Radyasyon Kalkanları, Işınım Etkisi.