اثر جریان بر روی تنش‌ها و کرنش‌های حرارتی در پره های حلقوی

در این مقاله، به تاثیر جریان گذرای اطراف یک پره حلقوی بر روی تنش ها و کرنش های حرارتی آن پرداخته می شود. نتایج به دست آمده از تنش حرارتی پره در دو حالت کلی بدون جریان سیال و با جریان سیال اطراف پره بررسی می شوند. نتایج به دست آمده از این بررسی ها نشان می دهد که تنش های حرارتی ایجاد شده در حالت بدون جریان و با جریان )جریان خارجی( در پره تفاوت زیادی در لحظه های اولیه با هم ندارد. همچنین نتایج نشان می دهد که مکان بدترین تنش مماسی در دو حالت با جریان خارجی و بدون جریان تغییر نمیکند اما مقدار آن در حالت با جریان بیشتر است. علاوه بر آن تنش مماسی در حالت با جریان متقارن نبوده و مکان بدترین تنش اگرچه در پایه پره است اما در ناحیه جلوی پره اتفاق می افتد. همچنین در حالت با جریان به علت توزیع دمای دو بعدی ایجاد شده در پره کرنشهای حرارتی نامتقارن و در نتیجه تنش های حرارتی نامتقارن با مقادیر قابل مالحظه ایجاد می شود که هیچ کدام از این موارد در حالت بدون جریان مشاهده نمیگردد. بنابراین طبق نتایج حاصل از این مقاله تحلیل جریان اطراف پرههای حلقوی برای محاسبه تنش های حرارتی امری ضروری به حساب می آید.

Impact of Flow around Annular Fins on their Thermal Stresses and Strains

This study considers the impact of transient flow around an annular fin on the development of thermal stresses and strains. The fin thermal stress results were solved for two general cases with and without flow around the fin. The investigations are shown that the thermal stresses developing in the fin are initially similar in the two cases (with no flow and with the external flow). Furthermore, the results show that the maximum tangential stress takes place at the same location in the two cases but those are different. In addition, the tangential is not symmetrical in the case with the flow and the maximum stress, although at the base of the fin, is located in the flow front. Moreover, in the case with the flow, the twodimensional temperature distribution results in a considerable asymmetrical thermal strain and consequently, asymmetrical thermal stress none of which are observed in the case without flow. Therefore, according to the results, the analysis of the flow around annular fins is essential for calculating thermal stresses.