مقایسه روشهای انتقال حرارت معکوس جهت تخمین ضریب انتقال حرارت تماسی

نویسندگان

دانشگاه یاسوج

چکیده

انتقال حرارت تماسی یک پدیدۀ بسیار مهم در مسائل انتقال حرارت است که کاربردهای وسیعی در صنایع شامل تولید برق در نیروگاههای برق، صنایع غذایی، صنایع خنک سازی، هواپیماها، اتومبیل‌ها، صنایع ساخت و تولید، تهویه مطبوع، تبرید، صنایع هوا فضا و... دارد. از طرفی اندازه‌گیری و محاسبۀ انتقال حرارت تماسی به ‌دلیل مکانیزم پیچیدۀ انتقال در آن دارای سختی‌ها و مشکلات زیادی است. امروزه یکی از روشهای کارآمد و مؤثر جهت بررسی اینگونه مسائل استفاده از مسأله انتقال حرارت معکوس می‌باشد. هدف این مقاله نیز تخمین ضریب انتقال حرارت تماسی میان دو نمونه‌ی تماس می‌باشد. بدلیل موجود نبودن داده‌های آزمایشگاهی مربوط به دماها، از داده‌های شبیه سازی شده برای سه حالت 1) ضریب انتقال حرارت تماسی ثابت2) ضریب انتقال حرارت تماسی خطی3) ضریب انتقال حرارت تماسی غیرخطی استفاده شده است. چهار روش مختلف مسأله معکوس شامل روش لونبرگ-مارکورت برای تخمین پارامتری، روش گرادیان مزدوج برای تخمین پارامتری، روش گرادیان مزدوج با مسأله‌ی الحاقی برای تخمین پارامتری و روش گرادیان مزدوج با مسأله‌ی الحاقی برای تخمین تابع بکار رفته است. با مقایسۀ انجام گرفته میان روشهای مذکور، روش گرادیان مزدوج با مسأله‌ی الحاقی برای تخمین پارامتر مورد نظر یعنی ضریب انتقال حرارت تماسی از دقت بیشتری برای تخمین پارامتر مجهول برخوردار است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comoarision of Inverse Heat Transfer Methods for estimation of thermal contact resistance

چکیده [English]

Comoarision of Inverse Heat Transfer Methods for estimation of thermal contact resistance

کلیدواژه‌ها [English]

  • Inverse Heat Transfer Methods
  • thermal contact resistance
 

[1] Rajabpour, A., VaezAllaei, S. M.,Kowsary, F., "Interface thermal resistance and thermal rectification in hybrid graphene-graphanenanoribbons: A nonequilibrium molecular dynamics study",Applied Physics Letters vol. 99 issue 5, pp. 051917-051917-3, (2011).

[2] Kutasov, I.M.,Kagan, M., "Cylindrical probe with a constant temperature determination of the formation thermal conductivity and contact thermal resistance" Geothermics 32,pp.187–193,(2003).

[3] Aderghal, N.,  Loulou, T., Bouchoucha, A., Rogeon, Ph., " Analytical and numerical calculation of surface temperature and thermal constriction resistance in transient dynamic strip contact" Applied Thermal Engineering 31, pp. 1527-1535,(2011) .

[4] Yang, Yu. Ch., Lee, H. L., Chen, W., Salazar, J. L.,"Estimation of thermal contact resistance and temperature distributions in the pad/disc tribosystem" International Communications in Heat and Mass Transfer 38 pp. 298–303, (2011) .

[5] Lee, H. L., Sun, S. H., Chang, W. J., Yang, Yu. Ch., " Transient thermal loading induced optical effects in tightly jacketed double-coated optical fibers with interlayer thermal contact resistance" Optics Communications 284,pp. 447–452 ,(2012).

[6] Dart, D.M.," Effect of fin bond on heat transfer". ASHRAE  Journal 1  (5), pp. 67-71, (1959).

[7] Abuebid,M.A.," A thermal contact conductance correlation for mechanically expanded finned tube  heat exchangers".M.S. thesis. University of Missouri-Rolla, (1984).

[8] Shah, P.R.," Microscopic and macroscopic fin collar effect in the prediction of finned tube contact conductance". Ph.D.thesis. University of Missouri-Rolla, (1986).

[9] Eckels, P.W., Rabas, T.J., "On the correlation of wet and dry transport processes in plate  finned-tube heat exchangers". Journal of heat transfer 109, pp. 575-582, (1987).

[10] Sheffield, J.W., Sauer Jr., H. J., wood,R.A.," An experimental method for measuring the thermal contact resistance of plate finned tube heat exchengers". ASHRAE Transactions  93 (2), pp. 776-785, (1987).

[11] Nho, K.M., Yovanovich, M.M.," Measurement of contact resistance in finned tube heat exchangers". ASHRAE Transactions 95, pp. 370-378. (1989).

[12] Critoph, R.E., Holland, M.K., Turner, L.," Contact resistance in air-cooled plate fintube air-conditioning condensers". International Journal of Refrigeration 9, pp. 400-406, (1996)

[13] Stubblefield, M.A., Pang, S.S., Coundy, V.A.," Heat loss in insulated pipe the influence of thermal contact resistance: a case study". Journal of Composites, Part B 27B (1), pp. 85-93, (1996).

[14] salgon J.J. et  al., "A mechanicaland geometrical approach to thermal contact resistance". International Journal of heat Mass Transfer 40 (5), pp. 1121-1129, (1997).

[15] ElSherbini, A.I., Jacobi, A.M.," The thermal-hydraulic impact of delta-wing vortex generators on the performance of a plain-fin-and-tube heat exchanger". International Journal of HVAC&R Research 8, pp. 357-370, (2002).

[16] Kim, C.N et  al.,"A study on the correlation between the thermal contact conductance and effective factors in fin-tube heat exchangers with 9.25 mm tube". International Journal of  Heat and Fluid flow 25, pp. 1006-1014, (2004).

[17] Cheng, W., Madhusudana, C.V.," Effect of electroplating on the thermal conductance of finetube interface". Applied Thermal Engineering 26, pp. 2119-2131, (2006).

[18] Jin Jeong, Chang Nyung Kim, BaekYoun., "A study on the thermal contact conductance in fin–tube heat exchangers with 7 mm tube",  International Journal of Heat and Mass Transfer 49, pp. 1547–1555, (2006).

[19] Yu-Ching Yang," Estimation of thermal contact resistance and thermally induced optical effects in single-coated optical fibers", Optics Communications 278, pp. 81–89, (2007).

[20] Ding Tang, Dayong Li, YinghongPeng, ZhaohuiDu,"A new approach in evaluation of thermal contact conductance of tube-fin heat exchanger", Applied Thermal Engineering 30, pp. 1991, (2010).-1996

[21] Inverse Heat Transfer, M. NecatiOzisik, HelcioR.B.Orlande

[22] Heat Conduction,  M. NecatiOzisik