آنالیز حساسیت فین مقطع-ثابت با ضریب هدایت وابسته به دما بهکمک معادله الحاقی
نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
doi
10.22060/mej.2026.25461.7948چکیده
در این مقاله، اثر پارامترهای هندسی، ضریب هدایت وابسته به دما، ضریب انتقال حرارت جابجایی، و اختلاف دمای پایه و سیال در بازده حرارتی یک فین مقطع-ثابت بررسی میگردد. از آنالیز حساسیت الحاقی استفاده میشود. معادله پایستگی انرژی در حالت پایا و یک بعدی در نظر گرفته شده و معادله الحاقی متناسب تشکیل میشود. شرایط مرزی برای حل معادله الحاقی بر اساس دمای پایه فین و جابجایی در نوک فین معرفی میشوند. ضریب هدایت جسم بصورت یک مدل خطی نسبت به دما لحاظ میشود. معادلات پایستگی انرژی و الحاقی با استفاده از گسستهسازی تفاضل-محدود حل میشوند. تابع هدف بازدهی حرارتی فین است. تغییرات آن برای محدوده گستردهای از پارامترهای مؤثر بررسی خواهد شد. نتایج نشان میدهند که افزایش جزئی برخی از پارامترها مانند سطح مقطع فین و ضریب هدایت مرجع نقش مثبتی در بازدهی فین داشته، حال آنکه پارامترهای دیگر مانند طول فین، محیط پیرامون فین، اختلاف دمای پایه و سیال، و ضریب جابجایی سیال، نقش منفی در بازدهی فین دارند. مقدار شیب تغییرات ضریب هدایت در مدل خطی، نقش دوگانهای در بازدهی داشته، بگونهای که مقادیر مثبت آن در بهبود بازدهی مؤثر بوده و مقادیر منفی آن باعث کاهش بازدهی فین میشود. همچنین، عدد بایو (در راستای فین)، به عنوان یک پارامتر ترکیبی بیبعد، نقش منفی اما قابل توجهی در بازدهی فین داشته بهگونهای که اثر آن در نزدیکی مقدار 1/0 بیشینه است.
