بررسی انتقال حرارت جابجایی طبیعی و اجباری در فین متخلخل با مقطع مستطیلی به روش نیمه تحلیلی DTM

در این پژوهش انتقال حرارت جابجایی طبیعی و اجباری در فین متخلخل با مقطع مستطیلی با در نظر گرفتن اثر افت فشار سیال عبوری از فین به صورت نیمه تحلیلی مورد بررسی قرار می گیرد. برای حل معادله ی بالانس انرژی از روش تبدیل دیفرانسیلی استفاده شده است. دقت این روش با پژوهش های انجام شده ی قبلی صحت سنجی شده و تطابق خوبی با نتایج بدست آمده، وجود دارد. در معادلات حاکم برای مدل کردن انتقال حرارت در محیط متخلخل، مدل دارسی در نظر گرفته شده است. به علاوه ضریب انتقال حرارت جابجایی ثابت فرض شده است. توزیع درجه حرارت بی بعد شده در طول فین به عنوان تابعی از پارامتر‎های تخلخل و جابجایی در نظر گرفته شده است. همچنین اثر پارامتر افت فشار بر مواردی مانند توزیع دما در طول فین، نرخ انتقال حرارت، بازده حرارتی و ضریب عملکرد فین مورد بررسی قرار گرفته است. به علاوه مقایسه ای بین فین صلب و متخلخل در شرایط یکسان جرم فین انجام شده است. در این حالت مشاهده شده است که در شرایط خاص، فین متخلخل انتقال حرارت بیشتری نسبت به فین صلب دارد . بر اساس نتایج بدست آمده، می توان دریافت که تمامی پارامتر های انتقال حرارت از پارامتر افت فشار تاثیر می پذیرند. پس با انتخاب مناسب این پارامتر می توان انتقال حرارت و بازده مناسبی داشت.

کلیدواژه ها:

Heat Transfer ، porous fin ، Darcy model ، analytical method ، Fin efficiency ، انتقال حرارت ، فین متخلخل ، مدل دارسی ، روش نیمه تحلیلی ، بازده حرارتی