Valutazione della distribuzione termica attraverso un radiativo inclinato

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 13275 (2022) Citare questo articolo

951 accessi

6 citazioni

Dettagli sulle metriche

Una correzione dell'autore a questo articolo è stata pubblicata il 29 agosto 2022

Questo articolo è stato aggiornato

In questa ricerca è stata esaminata la distribuzione termica in un'aletta porosa concava convettiva-radiante fissata su una superficie inclinata. L'equazione che governa la variazione di temperatura e calore nell'aletta con generazione di calore interna viene trasformata utilizzando variabili non dimensionali e l'equazione differenziale parziale (PDE) risultante viene affrontata utilizzando uno schema analitico, il metodo delle serie di potenza residua generalizzata (GRPSM). Inoltre, viene fornita una discussione grafica per esaminare le conseguenze di diverse variabili non dimensionali, inclusi i parametri di convezione-conduzione, temperatura ambiente, radiazione, generazione di calore ed effetto di porosità sul campo termico dell'aletta. Inoltre, viene tracciato un grafico per analizzare le variazioni del gradiente di temperatura instazionario utilizzando il metodo delle differenze finite (FDM) e il metodo delle serie di potenza residua generalizzata (GRPSM). Il risultato principale di questa indagine rivela che quando la scala dei parametri di convezione-conduzione aumenta, la distribuzione della temperatura nella pinna diminuisce. Per il parametro di generazione del calore, la distribuzione termica all'interno dell'aletta aumenta.

Lo scambio di calore è la trasmissione di energia indotta dalle variazioni di temperatura e se due sistemi a contatto hanno temperature diverse, lo scambio di calore avviene fino al raggiungimento dell'equilibrio termico. L’innovazione di liquidi di trasferimento del calore efficaci con elevata conduttività termica e coefficiente di trasferimento del calore è necessaria per migliorare l’efficienza del processo di trasmissione del calore e per ridurre il costo e le dimensioni dei relativi moduli e dispositivi. La sospensione di minuscole particelle solide nei liquidi è un metodo efficace per aumentare la conduttività termica dei liquidi e quindi potenzia il fenomeno del trasferimento di calore. Utilizzando questi tipi di liquidi, diversi ricercatori hanno esplorato le caratteristiche del trasferimento di calore1,2,3,4,5,6,7. D'altro canto, il trasferimento di calore viene migliorato utilizzando la superficie estesa. In diverse applicazioni industriali, nelle parti meccaniche viene prodotto un calore eccessivo, che può portare a diversi difetti dei materiali. Il trasferimento di calore attraverso la superficie estesa dell'apparato è una strategia per evitare danni materiali. Un'aletta è una superficie estesa utilizzata per aumentare la velocità di trasferimento del calore dalla superficie primaria all'ambiente. Ha vaste applicazioni tecnologiche, vale a dire motori artigianali raffreddati ad aria, compressori, reattori nucleari, scambiatori di calore, refrigerazione, apparecchi elettrici ed elettronici e così via. Nel frattempo, le alette in materiale poroso presentano notevoli vantaggi rispetto alle alette convenzionali e la loro ricerca è uno degli argomenti più completi nel campo del trasferimento di massa ed energia. Nell'esame del trasferimento di calore delle alette di materiale permeabile, è necessario tenere conto del trasferimento di energia e di massa sia dei mezzi solidi che fluidi. Sono state eseguite numerose analisi per esplorare metodi efficienti e produttivi di trasferimento del calore attraverso superfici alettate permeabili. Ndlovu e Moitsheki8 hanno discusso il trasporto di calore unidimensionale e gli aspetti termici in un'aletta diritta porosa mobile dell'area uniforme della sezione trasversale. Con l'impatto dei meccanismi radiativi, magnetici e convettivi, Madhura et al.9 hanno descritto le caratteristiche del campo termico di un'aletta longitudinale permeabile. Il metodo della collocazione sincrona è stato eseguito per studiare il comportamento termico dell'aletta permeabile da Nabati et al.10 sotto l'influenza della forza magnetica. Con l'implementazione di procedure analitiche, Kundu e Yook11 hanno determinato l'approssimazione analitica dell'aletta porosa e quindi hanno studiato le caratteristiche di trasferimento di calore dell'aletta considerata. Considerando il modello di non equilibrio termico locale, Buonomo et al.12 hanno studiato gli aspetti di trasferimento di energia di una superficie estesa rettangolare permeabile. Implementando il metodo della collocazione spettrale, Kumar et al.13 hanno descritto la variazione di temperatura ed energia in una superficie estesa trapezoidale permeabile con fenomeno di radiazione.