基于积分变换技术的变表面积且热导率为温度依赖型的翅片瞬态传热分析
流体动力学
2020-10-29 v1
摘要
本文旨在对具有温度依赖型热导率、恒定内热源以及五种不同几何形状的扩展表面进行瞬态传热分析。本工作所建立的控制方程考虑了描述所研究形状的函数的影响。为确保更有效的热分析，我们研究了翅片表面积及其弧长对对流项的影响，以及影响储热能体积率的翅片轮廓总函数的作用。所施加的边界条件为翅片尖端绝热型和基底温度给定。采用一种称为广义积分变换技术（GITT）的混合数学方法求解此处给出的算例。GITT 所得结果首先与有限元方法（FEM）结果进行了验证，二者呈现极好的一致性，证明该方法适用于处理非线性问题。研究了热几何参数（M）、内热源（Q）和变热导率对温度分布与效率的物理影响。分析表明，无论评估何种几何形状，增大 M 或减小 Q 都会导致更长的瞬态周期。此外，对于任意参数选择，递增线性形状的效率均高于矩形翅片。而且，取决于热几何值，矩形翅片在其余形状中变得更高效。然而，对于更高的值，这些差异彼此变得不可区分，表明了变截面面积和翅片表面积对整体热分析的显著影响。
引用
@article{arxiv.2010.14506,
title = {Transient heat transfer analysis of fins with variable surface area and temperature-dependent thermal conductivity using an integral transform technique},
author = {Marcos Curi and Jose Zotin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.14506},
year = {2020}
}