محاسبه ی حد هدایت برای صفحات محدود دما ثابت با استفاده از روش عددی پانل بندی
محورهای موضوعی : کاربرد محاسبات نرم در علوم مهندسی
فرهاد رئیس زاده
1
(مهندسی مکانیک تبدیل انرژی)
احمد رضا عابدیان
2
(مهندسین مشاور موننکو، تهران، ایران)
کلید واژه: حد هدایت , روش پانل بندی, صفحات محدود دما ثابت- صفحات یک طرف و دو طرف فعال ,
چکیده مقاله :
عدد بدون بعد نوسلت يكي از پارامترهاي مهم در انتقال حرارت جابجايي مي باشد كه آن را مي توان معياري از حرارت انتقال يافته از جسم از طريق جابجايي دانست. عدد ناسلت میران انتقال حرارت جابجایی به انتقال حرارت هدایتی می باشد. وقتی انتقال حرارت فقط از طریق هدایت باشد به آن حد هدایت می گویند. در این مقاله از روش پانل بندی عددی برای محاسبه حد هدایت استفاده شده است. در ادامه از این روش برای محاسبه حد هدایت روی صفحات دو طرف فعال و یک طرف فعال مربعی، دایره ای و مثلثی استفاده شده است و با مقایسه نتایج کارایی روش برای محاسبه حد هدایت تایید شد.
The dimensionless Nusselt number is one of the important parameters in convection heat transfer, which can be considered as a measure of the heat transferred from the body through convection. In heat transfer, the Nusselt number indicates the rate of displacement heat transfer to conductive heat transfer. When heat transfer occurs only through conduction, it is called conduction limit, and its calculation is particularly important in the industry. This research uses a panel numerical method to calculate the conductivity limit for two-sided and one-side active plates for square, circular and triangular cases. Finally, by comparing all the results, the performance of panel numerical method for calculating the conductivity limit was confirmed.
[1] Liburdy J. Intermediate Fluid Mechanics. Oregon State University; 2020.
[2] Incropera FP, DeWitt DP, Bergman TL, Lavine AS. Fundamentals of heat and mass transfer. New York: Wiley; 1996 Feb 16.
[3] Bigdely, M., “Conduction Limit Calculation Using Panel Method.” M.S. Thesis, Shiraz, Shiraz, Iran, 1998.
[4] Abedian, A.R., “Experimental Study of Convective Heat Transfer from Isothermal Finite Plates: Mass Transfer Analogy Using the Electro-Chemical Measurement.” M.S. Thesis, Shiraz, Shiraz, Iran, 2006.
[5] Zhao W, Wasala S, Persoons T. Development and Assessment of an Inviscid Source Vortex Panel Method for Low-Reynolds Number Airfoil Cascades. InAIAA SCITECH 2024 Forum 2024 (p. 2507).
[6] Anderson D, Tannehill JC, Pletcher RH, Munipalli R, Shankar V. Computational fluid mechanics and heat transfer. CRC press; 2020 Dec 17.
[7] Abu-Hamdeh NH, Khorasani S, Oztop HF, Alnefaie KA. Numerical analysis on heat transfer of a pyramid-shaped photovoltaic panel. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2021:1-2.
[8] Ramachandran P, Rajan SC, Ramakrishna M. A fast, two-dimensional panel method. SIAM Journal on Scientific Computing. 2003;24(6):1864-78.
[9] Poncet P. Analysis of direct three-dimensional parabolic panel methods. SIAM journal on numerical analysis. 2007;45(6):2259-97.
[10] Agne MT, Hanus R, Snyder GJ. Minimum thermal conductivity in the context of diffuson-mediated thermal transport. Energy & Environmental Science. 2018;11(3):609-16.
[11] Yovanovich, M.M., “New Nusselt and Sherwood Numbers for Arbitrary Isopotential Bodies at Near Zero Peclet and Rayleigh Numbers,” AIAA-87-1643, presented at AIAA 22nd Thermophysics Conference, Honolulu, Hawaii, June 8-10,1987.
[12] Yovanovich, M.M., and Jafarpur, K., “Bounds on Laminar Natural Convection from Isothermal disks and Finite Plates of Arbitrary Shape for all Orientations and Prandtl Numbers,” ASME Fundamentals of Natural Convection, Vol. 264, 1993.