درس «انتقال حرارت استاد دکتر محمدرضا مراد» در نیم‌سال دوم سال تحصیلی ۹۹-۹۸، در دانشکده مهندسی هوافضا دانشگاه صنعتی شریف ارائه شده‌است. این دوره به‌صورت رایگان در دسترس علاقه‌مندان قرار دارد و فرصت خوبیه برای دانشجوهایی که می‌خوان این درس پایه‌ای ر...
آموزش رایگان انتقال حرارت 🎓
درباره دوره
درس «انتقال حرارت استاد دکتر محمدرضا مراد» در نیم‌سال دوم سال تحصیلی ۹۹-۹۸، در دانشکده مهندسی هوافضا دانشگاه صنعتی شریف ارائه شده‌است. این دوره به‌صورت رایگان در دسترس علاقه‌مندان قرار دارد و فرصت خوبیه برای دانشجوهایی که می‌خوان این درس پایه‌ای رو عمیق‌تر بفهمن.
علم انتقال گرما یا همون انتقال حرارت، به تحلیل آهنگ انتقال گرما در سیستم می‌پردازه. این علم از این جهت با ترمودینامیک فرق داره که در اون از شارش حرارت و ارتباطش با دما، زمان و مکان صحبت می‌شه. تو ترمودینامیک، محاسبه تغییرات دما با زمان و ارتباط شارش حرارت با دما هدف نیست؛ بلکه از حرارت به‌عنوان ورودی و خروجی‌های یک سیستم در تحلیل قوانین کلی ترمودینامیکی استفاده می‌شه. انتقال انرژی از طریق شارش گرما ازآنجاکه به یک کمیت قابل اندازه‌گیری به نام دما مربوطه، یه مفهوم فیزیکی ملموس داره.
چرا این دوره رو ببینیم؟
انتقال حرارت یکی از درس‌های کلیدی مهندسیه که تو خیلی از پروژه‌های واقعی سر و کارمون باهاشه. از طراحی مبدل‌های حرارتی و سیستم‌های خنک‌کننده گرفته تا تحلیل عملکرد موتورهای هوافضایی و حتی محاسبه اتلاف انرژی ساختمان‌ها، همه‌جا ردپای این علم دیده می‌شه. اگه یه بار مفهوم گرادیان دما و نحوه توزیع اون تو یه جسم رو درست بفهمی، خیلی از مسائل مهندسی برات ساده‌تر می‌شه.
مفاهیم پایه‌ای که یاد می‌گیری
گرما نوعی انرژیه که به علت اختلاف دما بین دو سیستم، از یکی به دیگری منتقل می‌شه و می‌تونه از مرز یک سیستم عبور کنه. دما هم معیاریه برای تعیین میزان گرمی یا سردی یک جسم. سامانه یا سیستم، مجموعه یا گروهی از اشیاء مرتبطه (یا حتی غیرمرتبط) که هدف یا اهدافی خاص رو دنبال می‌کنن، به‌گونه‌ای که واحدی پیچیده رو تشکیل می‌دن. یک سامانه معمولاً دربرگیرنده بخش‌ها و عناصریه که به‌هم‌پیوسته شده‌ن تا جریان و روند داده‌ها، ماده یا انرژی رو آسان‌تر سازن. یک سامانه معمولاً واحدهایی دارای برهم‌کنش داره که برای اون‌ها می‌شه الگوهای ریاضی تشکیل داد.
شرط انتقال حرارت، اختلاف دماست. اگر دو سیستم در حال ارتباط با یکدیگر هم‌دما نباشن، گرما از ناحیه پر دما (گرم) به ناحیه کم دما (سرد) جریان می‌یابه و این جریان تا زمانی ادامه پیدا می‌کنه که دو سیستم هم‌دما بشن. چون گرما به دلیل وجودِ گرادیان دمایی شارش می‌یابه، دانستن توزیع دما ضروریه؛ بنابراین تو این درس، توزیع دمای مکانی در جسم و محاسبه اون خیلی مهمه. همچنین اگر توزیع دما با زمان متغیر باشه، دونستن این تغییر هم تو این درس حائز اهمیته و مورد هدف قرار می‌گیره.
سه مکانیزم اصلی انتقال گرما 🔥
در علوم مهندسی، جابه‌جایی گرما شامل فرآیندهای رسانش گرمایی، تابش گرمایی، همرفت یا جابه‌جایی می‌شه و اغلب بیش از یکی از این فرآیندها همزمان در حال رخ‌دادنه. بیایید یه نگاه کوتاه به هرکدوم بندازیم:
رسانش (Conduction): حالتی از جابه‌جایی انرژی، درون یا بین بدنه اجسام از طریق ذرات تشکیل‌دهنده جسمه. رسانش در همه شکل‌های ماده صورت می‌گیره؛ یعنی تو جامدها، مایع‌ها، گازها و پلاسماها. تو رسانش، بر خلاف همرفت و تابش گرمایی، گرما از درون خود جسم شارش می‌یابه.
همرفت (Convection): حرکت جمعی ذرات یک سیال یا همون سرعت سیال باعث انتقال گرما بین سیال و یک سطح می‌شه.
تابش یا تشعشع (Radiation): امواج الکترومغناطیس بین دو سطح باعث انتقال حرارت بین اون دو سطح می‌شن.
نکته جالب اینکه انتقال گرمای رسانشی و جابه‌جایی نیازمند گرادیان دما در ماده‌ست، اما انتقال گرمای تشعشعی به محیط مادی نیازی نداره. تشعشع فرایند بسیار مهمیه و از نظر فیزیکی یکی از جالب‌ترین انواع انتقال گرماست. خیلی از فرایندهای گرمایش، سرمایش، خشک‌کردن، احتراق سوخت‌های فسیلی و تابش خورشید با تشعشع سر و کار دارن.
پیش‌نیازها و سطح دوره
درس انتقال حرارت در مقاطع تحصیلی کارشناسی ارائه می‌شه و پیش‌نیازهای این درس عبارت‌اند از ریاضیات مهندسی و ترمودینامیک. اگه این دو درس رو گذروندی، می‌تونی با خیال راحت این دوره رو شروع کنی.
مشخصات دوره 📋
ویژگی
جزئیات
عنوان دوره
آموزش انتقال حرارت
مدرس
دکتر محمدرضا مراد
دانشگاه
صنعتی شریف – دانشکده مهندسی هوافضا
تعداد جلسات
۲۱ جلسه
مدت زمان
۱۱ ساعت و ۲۱ دقیقه
سطح
کارشناسی
پیش‌نیاز
ریاضیات مهندسی، ترمودینامیک
هزینه
رایگان
چطور این دوره به کارت میاد؟
فرض کن داری یه پروژه طراحی سیستم خنک‌کاری برای یه قطعه الکترونیکی تعریف می‌کنی. باید بدونی چقدر گرما تولید می‌شه، از چه مسیری منتقل می‌شه و چطور می‌شه اون رو دفع کرد. همه این محاسبات دقیقاً بر پایه مفاهیمی هستن که تو این دوره یاد می‌گیری. یا مثلاً تو تحلیل حرارتی یه ماهواره کوچیک، فهمیدن اینکه چطور تشعشع تو خلأ فضا عمل می‌کنه، بدون این درس تقریباً غیرممکنه.
این دوره رایگانه و می‌تونه یه منبع خوب برای مرور مفاهیم پایه یا آماده‌سازی برای درس‌های پیشرفته‌تر مثل انتقال حرارت پیشرفته یا دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) باشه.
