مقایسه تحلیلی بازده پین فین های چند لایه کامپوزیتی تحت شرایط مرزی گرمایی مختلف

در این مقاله به بررسی انتقال حرارت دائم در پین فین های کامپوزیتی چندلایه پرداخته شده است. حل تحیلی مناسب برای هدایت حرارتی در پین فین ها تحت تمامی شرایط مرزی گرمایی معمول ارائه شده و با بهره گیری از آن بازده پین فین ها در حالت های مختلف شرایط مرزی نوک پره مقایسه گردیده است. زاویه جایگذاری الیاف در هر لایه و همچنین جنس ماده کامپوزیت، شامل ماده ماتریس و الیاف، لایه به لایه قابل تغییر است. اثرات نحوه چیدمان لایه ها از نقطه نظر جنس لایه ها و همچنین آرایش الیاف در هر یک از لایه ها به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر پارامترهای محیطی و هندسی موثر در بازده این گونه پره ها از قبیل ضریب انتقال حرارت جابجایی محیط، نسبت ضریب هدایت ماده الیاف نسبت به ماده مورد استفاده به عنوان پرکن و نسبت طول به قطر پره به طور کامل مورد مطالعه قرار گرفته و نمودارهای مربوطه رسم گردیده است.

Analytical Efficiency Comparison of MultiLayer Composite Pin Fins under the Different Thermal Boundary Conditions

In this paper, steady heat transfer in multilayer composite pin fins has been investigated. The appropriate analytical solution for heat conduction in pin fins under the all common thermal boundary conditions has been introduced. The efficiency of pin fins in different boundary conditions of fin's tip has been compared. Placement angle of fibers in each layer as well as a composite material, consisting of fiber and matrix, can be changed layer by layer. In each layer the effects of layers' arrangement based on composite material and fibers' angle has been investigated in details. The impact of environmental and geometric parameters affecting the efficiency of the fin such as heat transfer coefficient, the conductivity of the material used as a filler and fiber, length to diameter ratio of fin thoroughly studied, and the related charts are plotted.