بررسی تاثیر پارامتر طول بر نرخ انتقال حرارت در پره‌های متخلخل در جابجایی طبیعی
محورهای موضوعی : بهینه سازی
محمد جعفریان
1
(گروه مهندسی مکانیک)
نادر رهبر
2
(استادیار، مرکز تحقیقات انرژی و تولید پایدار)
کلید واژه: جابجایی طبیعی, پره متخلخل, انتقال حرارت, مدل دارسی,
چکیده مقاله :
همواره توجه جوامع علمی همچنین صنایع مختلف از جمله صنایع الکترونیک در جهت یافتن تکنیک های جدیدی در زمینه افزایش نرخ انتقال حرارت بوده است. بکار گیری محیط های متخلخل با توجه به افزایش سطح موثر دریچه جدیدی را در این زمینه ایجاد می نماید. بدین منظور در این تحقیق بدنبال بهینه سازی و یافتن طول بهینه برای پره متخلخل هستیم. در این مطالعه اثر انتقال حرارت جابجایی بر روی یک پره مستطیل شکل در نظر گرفته شده است. پره متخلخل اجازه می دهد تا سیال بداخل آن نفوذ نماید و تعامل میان جامد وسیال از طریق جابجایی طبیعی صورت می پذیرد. برای فرموله کردن معادلات انتقال حرارت از مدل دارسی استفاده شده است. در نهایت به یک معادله درجه دو غیر خطی رسیده ایم. اثرات نیروی شناوری و نفوذپذیری سیال همچنین پارامتر های هندسی و تخلخل در یک پارامتر بی‌بعد دسته بندی شده است. برای بررسی عملکرد حرارتی پره چهار حالت پره با طول بلند، پره با طول محدود و لبه ی عایق، پره با طول محدود با دمای نوک معلوم و پره با طول محدود با فرض انتقال حرارت جابجایی از نوک پره در نظر گرفته شده است. درصد کاهش دما در طول پره و نرخ انتقال حرارت بدست آمده است.
Always considering the scientific community as well as various industries including electronics industries to find new techniques to increase the heat transfer rate. The use of a porous media due to increase the effective surface provides a new window in this context. Therefore, in this study we are trying to find the optimal length for porous fin. In this study the effect of heat convection considered on a rectangular fin. Porous fin allows fluid to flow through and cause a better Natural Convection and Heat Transfer between them. Darcy Models have been applied to formulate Heat Transfer which is presented as a second order nonlinear equation. Geometry and porosity are classified with a Dimensionless Parameter. Thermal behaviors of Fins on Temperature Reduction including: long fin, finite-length fin with insulated tip, finite-length fin with known Convective Coefficient at the tip and finite-length fin with known temperature at the tip are found. Amount of Temperature Reduction and heat transfer are calculated.
_||_