경사 복사를 통한 열 분포 평가

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 13275(2022) 이 기사 인용

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이 기사에 대한 저자 수정 사항은 2022년 8월 29일에 게시되었습니다.

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본 연구에서는 경사면에 부착된 대류-복사 오목 다공성 핀의 열 분포를 조사했습니다. 내부 열 발생에 따른 핀의 온도 및 열 변화를 관리하는 방정식은 무차원 변수를 사용하여 변환되고, 결과적인 편미분 방정식(PDE)은 분석 기법인 일반 잔류 전력 계열 방법(GRPSM)을 사용하여 다루어집니다. 더욱이, 대류 전도, 주변 온도, 복사, 열 발생, 핀의 열장에 대한 다공성 효과 등의 매개변수를 포함한 다양한 무차원 변수의 결과를 조사하기 위해 그래픽 토론이 제공됩니다. 또한, 유한차분법(FDM)과 일반화잔류전력계열법(GRPSM)을 이용하여 불안정한 온도 구배의 변화를 분석하기 위한 그래프를 작성하였다. 이 조사의 주요 결과는 대류 전도 매개변수 규모가 급증함에 따라 핀의 온도 분포가 감소한다는 것을 보여줍니다. 발열 매개변수의 경우 핀 내부의 열 분포가 증가합니다.

열 전달은 온도 변화에 의해 유도된 에너지 전달이며, 접촉하는 두 시스템의 온도가 서로 다른 경우 열 평형에 도달할 때까지 열 전달이 발생합니다. 열 전달 과정의 효율성을 향상시키고 관련 모듈 및 장치의 비용과 크기를 줄이기 위해서는 열전도도와 열 전달 계수가 높은 효과적인 열 전달 액체의 혁신이 필요합니다. 액체에 작은 고체 미립자를 현탁시키는 것은 액체의 열전도도를 높여 열 전달 현상을 향상시키는 효과적인 방법입니다. 이러한 종류의 액체를 사용하여 몇몇 연구자들은 열 전달1,2,3,4,5,6,7의 특징을 조사했습니다. 반면에 확장된 표면을 사용하여 열 전달이 향상됩니다. 여러 산업 응용 분야의 기계 부품에서는 과도한 열이 발생하며, 이로 인해 다양한 재료 결함이 발생할 수 있습니다. 장치의 확장된 표면을 통한 열 전달은 재료 손상을 방지하기 위한 하나의 전략입니다. 핀은 기본 표면에서 환경으로의 열 전달 속도를 높이는 데 사용되는 확장된 표면입니다. 여기에는 공냉식 선박 엔진, 압축기, 원자로, 열교환기, 냉동, 전기 및 전자 장치 등 광범위한 기술 응용 분야가 있습니다. 한편, 다공성 물질 핀은 기존 핀에 비해 상당한 이점을 갖고 있으며, 해당 연구는 질량 및 에너지 전달 분야에서 가장 포괄적인 주제 중 하나입니다. 투과성 재료 핀의 열 전달 조사에서는 고체 및 유체 매체의 에너지 및 질량 전달을 고려해야 합니다. 투과성 핀 표면을 통한 효율적이고 생산적인 열 전달 방법을 탐색하기 위해 여러 가지 분석이 수행되었습니다. Ndlovu와 Moitsheki8은 균일한 단면적의 이동 가능한 다공성 직선형 핀의 1차원 열 전달 및 열 측면에 대해 논의했습니다. 복사, 자기 및 대류 메커니즘의 영향으로 Madhura 등9은 투과성 세로 지느러미의 열장의 특징을 묘사했습니다. Nabati et al.10은 자기력의 영향을 받는 투과성 핀의 열 거동을 연구하기 위해 sinc 배열 방법을 실행했습니다. 분석 절차의 구현을 통해 Kundu와 Yook11은 다공성 핀의 분석적 근사치를 결정하고 이에 따라 고려된 핀의 열 전달 특성을 조사했습니다. 국부적 열 비평형 모델을 고려하여 Buonomo et al.12은 투과성 직사각형 확장 표면의 에너지 전달 측면을 연구했습니다. Kumar et al.13은 스펙트럼 배치 방법을 구현하여 복사 현상이 있는 투과성 사다리꼴 확장 표면의 온도 및 에너지 변화를 설명했습니다.