مطالعه و بررسی دو بعدی انتقال حرارت غیرخطی در کره توخالی

بررسی پدیده انتقال حرارت هدایتی با توجه به غیر خطی بودن، وجود هندسه نامنظم و شرایط مرزی پیچیده آن همواره مشکل می باشد. مسایل هدایت حرارتی این تحقیق در سیستم های مختصات کروی به روش عددی شبیه سازی شده اند. انتقال حرارت از سطوح کروی به دلیل استفاده گسترده آنها در صنعت و بخصوص مهندسی مکانیک از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مقاله به تحلیل و بررسی انتقال حرارت غیر خطی در حالت دوبعدی در کره توخالی دارای ضریب انتقال حرارت هدایتی متغیر K و ضریب انتقال حرارت جابجایی متغیر h به روش عددی المان محدود پرداخته شده است. شکل کره توخالی دارای شعاع داخلی R1 و شعاع خارجی R2 می باشد که با معادله غیر خطی در دو جهت مختصات استوانه ای (r,z) مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق توزیع درجه حرارت، سطح دما، تغییر شار حرارتی در حالت خطی و غیر خطی و همچنین ضریب انتقال حرارت جابجایی مختلف در حالت خطی و ضریب انتقال حرارت هدایت در حالت خطی و غیرخطی و ضریب انتقال هدایت های مختلف در حالت خطی به صورت جداگانه توسط نرم افزار Flex PDE انجام، مقایسه و نشان داده شده است. نتایج کلی نشان می دهد که انتقال حرارت در حالت غیر خطی نسبت به حالت خطی دارای بی نظمی و آشفتگی بیشتری می باشد و غیر قابل پیش بیینی است.

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت ، کره توخالی ، ضریب انتقال حرارت ، المان محدود