مدلسازي رياضي انتقال حرارت در شرايط عملياتي بر روي پره هاي حلقوي در شرايط سطح خشك، سطح نسبتا مرطوب و سطح كاملا مرطوب به روش عددي

Mathematical modeling on the heat transfer characteristics of the annular fin under dry,partially wet,and fully wet- conditions using numerical method

پره ها، سطوح گسترش يافته اي هستند كه براي افزايش ميزان انتقال حرارت به كار مي روند، زيرا سطح انتقال حرارت را بيشتر مي نمايد. در اين پژوهش، توزيع دما در پره هاي حلقوي در شرايط سطح خشك، نيمه مرطوب و كاملا مرطوب مدلسازي شده است و از يك رابطه درجه سه براي ارتباط بين دماي هوا و رطوبت موجود در هوا استفاده شده است كه اين عمل سبب غيرخطي شدن معادلات حاكم مي شود. لذا جهت حل اين معادلات غيرخطي، از روش عددي تفاضل محدود استفاده شده است. در اين مطالعه اثر رطوبت نسبي هوا بر روي پره حلقوي در شرايط سطح پره كاملا خشك،سطح پره نيمه مرطوب وسطح پره كاملا مرطوب بررسي شده است. نتايج نشان داد كه در شرايط يكسان اختلاف دماي هوا و سطح پره، اختلاف دما براي يك پره در حالت كاملا مرطوب كمتر از حالت خشك و ميزان گرماي انتقالي در پره خشك از پره نيمه مرطوب و آن هم از پره كاملا مرطوب بيشتر است.همچنين دماي سطح پره با افزايش مقدار مايع ميعان شده ي حاصل از رطوبت ، افزايش مي يابد. بنابراين با افزايش رطوبت نسبي هوا دماي سطح افزايش خواهد يافت. در اين بررسي همچنين مقايسه اي بين نتايج حاصل از اين مدل و نتايج بدست آمده از روش تحليلي موجود در منابع انجام شد و نشان داد كه تطابق خوبي بين نتايح حاصل از روش تحليلي و روش عددي وجود دارد.

As wide surface, fins are commonly used in practice to enhance the rate of heat transfer. the present paper aims to model the temperature distribution of circular fins under dry surface, partially wet surface and fully wet surface conditions and indicate the relationship between air temperature and air humidity by a third degree correlation. this leads to nonlinear equations. thus, the numerical finite difference method is employed to solve the non linear equations. in the present work the effect of relative humidity on the circular fins is investigated under fully dry fin surface, partially wet surface and fully wet fin surface conditions. the results present that a fin temperature difference in a fully wet state is lower than a dry state. further, the amount of heat transfer in a dry fin is higher than a partially wet fin Which is also more than a fully wet fin. The fin surface temperature like wise rises through enhancing the amount of condensate obtained from humidity. As the relative humidity is increased, the fin surface temperature will also be enhanced. In this study, the results obtained from the model and these obtained from analytical method for resources will be compared. This highlights a reasonable agreement between the results of analytical method and those of numerical scheme.