بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به اینکه انتقال حرارت کاربرد زیادی در رشته های مختلف علوم دارد، لازم است به دلیل محدودیت های فضایی و فیزیکی در سیستم های الکتریکی ، از سطوح گسترده فرورفته و یا برجسته استفاده شود. در این مقاله، فین هایی به شکل های مختلف با سطح پایه و طول ثابت و همچنین میکروفین مرطوب مورد بررسی قرار گرفته اند معادله سطح جانبی و سطح مقطع فین به صورت توابعی تعریف شده اند که فین های گوناگونی را دربرمی گیرند از طرفی ضریب انتقال حرارت هدایتی وابسته به دما در نظر گرفته شده و در طول فین با دما تغییر می کند بعد از بی بعد سازی، معادله دیفرانسیل کلی یک بعدی که دارای درجه غیر خطی بالایی می باشد، به روش های گالرکین1 وحداقل مربعات 2و کالوکیشن3 و تبدیل دیفرانسیلDTM - 4 - و آدومیان5 حل و تحلیلی شده است برای تحقیق صحت و دقت این حل، جواب ها در چند حالت خاص با جواب حاصل از حل عددی مقایسه شده است بعد از بدست آوردن معادله دیفرانسیل دما و حل تحلیلیپارامتریِ آن، معادله کلی دما حاصل گردید این معادله به صورت پارامتری و برحسب متغیرمستقلِ طول، ضریب انتقال حرارت هدایتی، ضریب انتقال حرارت جابجایی از سطح فین و مهمتر از همه پارامتر نمایانگر پروفایل فین بیان شده است از یافته ها این مقاله می توان به تاثیر شیب تغییر ضریب انتقال حرارت هدایتی در دما اشاره کرد که با افزایش آن ،دما افزایش پیدا می کند و همچنین با افزایش رطوبت نسبی در میکروفین مرطوب دما و بازده کاهش می یابد .
-1 مقدمه
میکروفین ها سطوح گسترش یافته ای هستند کهمعمولاً به منظور افزایش سطح انتقال حرارت به کار می روند واژه سطح گسترش یافتهمعمولاً برای نمایش حالت خاصی به کار می رود که در آن انتقال گرمای رسانشی در داخل جسم و انتقال گرمای جابجایی - یا تشعشعی - از مرزهای آن روی می دهد . - G. B. Shelly, M. E. Vermaat,2009 - ترکیب انتقال حرارت رسانشی و جابجایی در بسیاری از موارد روی می دهد اما بیشترین کاربرد آن درحالتی است که برای تقویت انتقال حرارت بین یک جسم و سیال مجاور آن به کار می رودمعمولاً سه راه برای افزایش انتقال حرارت وجود دارد - -A. Aziz, A. B. Beers - Green,2009
.افزایش سرعت سیال
.کاهش دمای محیط - افزایش اختلاف دمای محیط و جسم -
.افزایش سطحی که از آن حرارت انتقال می یابد
در توضیح مورد اول باید دقت کرد که افزایش سرعت سیال موجب افزایش ضریب جابجایی می شود - A. Aziz, F. - Khani,2011، ولی در بعضی موارد هزینه های مربوط به افزایش ضریب جابجایی خود مانعی برای عملی شدن طرح است این هزینه ها مربوط به دمنده ها و یا پمپ هایی می شوند که با افزایش حرکت سیال، ضریب جابجایی را افزایش می دهند راه دوم جهت افزایش انتقال حرارت مربوط به کاهش دمای محیط است که اغلب غیر عملی بوده و بنابراین بهترین روش همان افزایش مساحت سطحی است که از آن انتقال گرما رخ می دهد با افزایش مساحت سطحی که جابجایی در آن روی می دهد می توان آهنگ انتقال حرارت را افزایش داد - . - C. Arslanturk,2004 این کار را با استفاده از میکروفین هایی که از دیوار به داخل سیال اطراف گسترش یافته اند می توان انجام داد
رسانندگی گرمایی میکروفین تاثیر زیادی بر توزیع دما در امتداد میکروفین دارد و بنابراین بر مقدار افزایش آهنگ انتقال گرما تاثیر می گذارد در حالت ایده آل، میکروفین باید دارای رسانندگی گرمایی بزرگی باشد تا تغییرات دما از پایه میکروفین تا نوک آن به حداقل برسد - . - A. Rajabi,2007 در حالت حدی رسانندگی گرمایی بینهایت، تمام میکروفین در دمای سطح پایه قرار دارد، و لذا افزایش انتقال گرما به ماکسیمم مقدار ممکن می رسد همچنین میکروفین ها و یا سطوح توسعه یافته اغلب برای افزایش نرخ انتقال حرارت هوا در کاربردهای مختلف تبادل حرارت به کار گرفته می شوند - . - A. Aziz, M. N. Bouaziz, 2011
مبدل های حرارتی پره دار معمولا در تهویه مطبوع، تبرید، و فرآیند انتقال حرارت که در آن درجه حرارت به ترتیب کمتر از نقطه شبنم هوا مرطوب اطراف آن است در نتیجه رطوبت در هوا در سطح چگالش می کندو در نهایت، انتقال جرم در محل به طور همزمان با انتقال حرارت اتفاق می افتد - . - G. Domairry, M. Fazeli,2009 بسته به دمای سطح و نقطه شبنم هوای اطراف، انتقال حرارت بین سطح نهایی و اطراف آن درهر قسمت از سطح بدون پوشش در هر دو صورت محسوس و یا حرارت محسوس و نهان اتفاق می افتد .تفاوت بین دمای هوا و سطح فین نیروی محرکه برای انتقال حرارت محسوس و اختلاف نسبت رطوبت بین هوا و هوا مجاور بر روی سطح فین نیروی محرکه برای انتقال جرم است. بنابراین یک سطح متراکم با یک لایه نازک از مایع به صورت چگالش به طور مداوم بر روی سطح نهایی پوشیده می شود و سیال میعان شده بر روی سطح توسط حرکت ناشی از گرانش منتقل می شود.
-2 میکروفین حلقوی با پروفیل های مختلف:
برای این حالت در فصل سوم بعد از ساده سازی به معادله Error> Reference source not found. رسیدیم ،حال مسئله را با روش حداقل مربعات - - LSM حل می کنیم. از آنجا که تابع آزمایش باید شرایط مرزی معادله را تامین کند. بنابراین اینگونه در نظر می گیریم:
با معرفی این معادله تابع باقی مانده را می یابیم و تابع باقی مانده در معادله Error> Reference source not found. جایگزین می کنیم و مجموعه ای از معادله با سه معادله ظاهر می شود و با حل این دستگاه معادلات، ضرایب c3 c1 تعیین خواهد شد. خواص فیزیکی حرارتی چهار مواد مختلف متخلخل در جدولارائه شده است با استفاده از LSM، برای چنین میکروفین متخلخل حلقوی زمانی که 0.0001 Da ، Ra 5000 ،0 . 6 ،0.1 ، rb 0.5 ،s 0.8 a ، 25 h ، 0.0262 kf ، 0.25 ، 500 Tb معادلات زیر برای توزیع دما تعیین می شود.
