Heat transfer analysis of straight fins with variable conductivity using Adomian decomposition method
Bu çalışmada, ısı iletim katsayısı değişken olan ve ucundan taşımınla ısı kaybeden düz bir kanat içerisindeki sıcaklık dağılımını bulmak ve kanat taban kesitindeki sıcaklık gradyanını elde etmek için Adomian ayrıştırma yöntemi kullanılmıştır. Sonsuz kuvvet serisi şeklinde bir analitik çözüm sağlayan Adomian ayrıştırma yöntemi, ısı iletim katsayısının değişken olması yüzünden doğrusal olmayan ısı yayınım denklemini çözmek için kullanışlı ve pratik bir yöntemdir. Kanat içindeki sıcaklık dağılımı; kanat ucundaki Biot sayısı, termo-geometrik kanat parametresi ve ısı iletim katsayısının değişimini tanımlayan ısı iletim parametresinin fonksiyonu olarak elde edilmiştir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar ısı iletim katsayısı sıcaklıkla değişen ve ucundan taşımınla ısı geçişi olan düz kanatların tasarımında kullanılabilir.
Değişken ısı iletim katsayılı düz kanatların Adomian ayrıştırma yöntemi ile ısıl analizi
The Adomian decomposition method (ADM) has been used to determine the temperature distribution within straight fins with convective tip and temperature-dependent thermal conductivity and to evaluate the temperature gradient at the fin tip. The method is useful and practical for solving the non-linear heat diffusion equation which is associated with variable thermal conductivity condition. The ADM provides an analytical solution in the form of an infinite power series. The fin temperature distribution has been obtained as a function of Biot number at the fin tip, thermo-geometric fin parameter and thermal conductivity parameter describing the variation of the thermal conductivity. The present results cart1 be used for. designing of straight fins with temperature-dependent thermal conductivity and convective tip.
___
- 1.Adomian, G., Solving frontier problems in physics: The decomposition method, Kluwer Academic Publishers, 1988a.
- 2.Adomian, G., A review of the decomposition method in applied mathematics, Journal of Mathematical Analysis and Application, Vol.135, pp. 501-544. 1988b
- 3.Adomian, G., Nonlinear stochastic system theory and applications to physics, Kluwer Academic Publishers, 1994
- 4.Ascher, U., Petzold. L., Computer methods for ordinary differential equations and differential-algebraic equations, SIAM, 1998
- 5.Aziz. A., Enamul Hug, S.M., Perturbation solution for convecting fin with variable thermal conductivity, Journal of Heat Transfer Trans. ASME, Vol. 97, pp. 300-301, 1975
- 6.Bouaziz, M.N., Recnak, S., Hanini, S., Bal, Y., Bal, K., Etude des transferts de chaleur non lineaires dans les ailettes straightes. International Journal of Thermal Science, Vol. 40, pp. 843-857, 2001
- 7.Cherruault, Y., Convergence of Adomian's method, Kybernets, Vol. 18, pp. 31-38, 1989
- 8.Cherruault, Y., Saccomandi, G., Some, B., New results for convergence of Adomian's method applied to integral equations, Mathematical and Computer Modelling, Vol. 16, pp. 85-93. 1992
- 9.Chiu, C.H., Chen, C.K., A decomposition method for solving the convective longitudinal fins with variable thermal conductivity, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol.45, pp. 2067-2075, 2002a
- 10.Chiu, C.H., Chen, C.K., Application of the decomposition method to thermal stresses in isotropic circular fins with temperature-dependent thermal conductivity, Acta Mechanica, Vol. 157, pp. 147-158, 2002b 11.Incropera, F.P., DeWitt, D.P., Introduction to heat transfer (3nd ed.), p. 118, Wiley, 1996
- 12.Kern, D.Q., Kraus, D.A., Extended surface heat transfer, McGraw Hill, 1972
- 13.Krane, R.J., Discussion on a previously published paper by A.Aziz and S.M. Eug, Journal of Heat Transfer Trans. ASME, Vol. 98, pp. 685-686, 1976
- 14.Laor, K., Kalman, H., Performance and optimum dimensions of different cooling fins with a temperature-dependent heat transfer coefficient, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 39, pp. İ993-2003, 1996
- 15.Lesnic, D., Elliott, L., The decomposition approach to inverse heat conduction, Journal of Mathematical Analysis and Applications, Vol. 232, pp. 82-98,1999
- 16.Lesnic, D., Convergence of Adomian's decomposition method: periodic temperatures, Computers & Mathematics with Applications, Vol. 44, pp. 13-24. 2002
- 17.Razelos, P., Imre, K., The optimum dimension of circular fins with variable thermal parameters, Journal of Heat Transfer Trans. ASME, Vol. 102, pp. 420-425, 1980
- 18.Sohrabpour, S., Razani, A., Optimum dimensions of convective fin with temperature dependent thermal parameters, Journal of Franklin Institute, Vol. 330, 37-49, 1993
- 19.Yu, L.T., Chen, C.K., Application of Taylor transformation to optimize rectangular fins with variable thermal parameters, Applied Mathematical Modelling, Vol. 22, pp. 11-21,1998
- 20.Yu, L.T., Chen, C.K., Optimization of circular fins with variable thermal parameters, Journal of the Franklin Institute, Vol. 336B, pp. 75-95,1999
- 21.Vadasz, P., Olek, S., Transitions and chaos for free convection in a rotating porous layer, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 41, pp. 1417-1435,1998.
- ISSN: 1300-3615
- Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
- Başlangıç: 1977
- Yayıncı: TÜRK ISI BİLİMİ VE TEKNİĞİ DERNEĞİ
Sayıdaki Diğer Makaleler
Çevre şartlarının nem almalı buharlaşmalı soğutma sistemlerinin performansı üzerine etkisi
PV panel güç karakteristiklerinin deneysel yöntemle belirlenmesi
İbrahim ATMACA, Abdulvahap YİĞİT, Ömer KAYNAKLI
Çarpan dikdörtgen hava jetlerinde akış ve ısı transferi karakteristiklerinin sayısal analizi