مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

حل تحلیلی انتقال حرارت دائمی در محیط متخلخل چندلایه تحت شرایط عدم تعادل حرارتی

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه صنعتی شاهرود
2 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی شاهرود
چکیده
در این مقاله، انتقال حرارت هدایت بین دو صفحه ی موازی، حاوی چند لایه متخلخل متفاوت با در نظر گرفتن تولید حرارت داخلی تحت شرایط عدم تعادل حرارتی مورد مطالعه قرار گرفته است. شرایط مرزی در صفحات بالا و پایین به صورت دما ثابت در نظر گرفته شده است. ابتدا، معادله انتقال حرارت در هر لایه برای فازهای جامد و سیال استخراج شده و سپس با در نظر گرفتن شرایط مرزی حرارتی در هر لایه، نسبت به حل تحلیلی معادلات انتقال حرارت اقدام شده است. حل تحلیلی ارائه شده، حالت عمومی دارد و برای هر تعداد لایه متخلخل با ضخامت های مختلف معتبر می باشد. نتایج این تحقیق، تاثیرات نسبت های تخلخل هر لایه، ضرایب هدایت حرارتی سیال و جامد و همچنین ضریب انتقال حرارت جابجایی در مقیاس حفره را بر توزیع دما و اختلاف دمای بین دو فاز سیال و جامد نشان می دهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Analytical Solution of Steady Heat Transfer in a Multi-Layer Porous Media under Local Thermal Non-Equilibrium Condition

نویسنده English

Mohsen Nazari 1
چکیده English

This paper is concerned with the conduction heat transfer between two parallel plates filled with a multi-layer porous medium under a Local Thermal non - equilibrium condition. Analytical solution is obtained for both fluid and solid temperature fields in the porous channel incorporating the effects of thermal conductivity ratio, porosity, and a non-dimensional heat transfer coefficient at the pore level. The effects of the variable porosity on the temperature distribution are completely shown and compared with the constant porosity model. The presented method for analysis of heat transfer in a multi-layer porous medium is a generalized solution which is valid for arbitrary number of internal porous layers. The local temperature difference between fluid and solid phases is also calculated for a wide range of parameters. The results confirmed that the conductivity ratio and the porosity of the internal layers have significant role in the thermal modeling of the porous channel.

کلیدواژه‌ها English

Porosity
Conduction heat transfer
Thermal non-equilibrium
Porous layers
Temperature difference between two phases