Kalın cidarlı borularda zamanla periyodik olarak değişen dış yüzey sıcaklığı sınır şartı ile laminer akış ısıl gelişme bölgesi geçici rejim birleşik ısı transferi

Kalın cidarlı borularda, laminer akış ısıl gelişme bölgesi geçici rejim birleşik ısı transferi, iki boyutlu cidar ve eksenel akışkan iletimi dikkate alınarak incelenmiştir. Problem iki bölgeli ve başlangıçta eşit sıcaklıkta olan bir boruda, hidrodinamik olarak gelişmiş akış için, alt akış bölgesinde zamanla periyodik olarak değişen cidar dış yüzey sıcaklığı sınır şartı ile ele alınmıştır. Problem bir sonlu farklar yöntemi ile sayısal olarak çözülmüş ve problemi tanımlayan dört boyutsuz parametrenin, cidar kalınlık oranı, cidar-akışkan ısı iletkenlik katsayısı oranı, cidar-akışkan ısıl yayılım katsayısı oranı ve Peclet sayısı ile açısal frekansın ısı transferi karakteristikleri üzerindeki etkilerini belirleyebilmek için parametrik bir çalışma yapılmıştır. Gerek cidar ve gerekse akışkan eksenel iletimi nedeniyle üst akış bölgesine doğru önemli miktarda ısı transfer edilmektedir. Isı transferi karakteristiklerinin cidar dış yüzeyindeki periyodik sıcaklık değişimine benzer şekilde zamanla periyodik olarak değiştiği görülmüştür. Sonuçlar parametre değerlerinden ve açısal frekanstan büyük ölçüde etkilenmektedir.

Transient conjugated heat transfer for thermally developing laminar flow in thick walled pipes is analysed involving two-dimensional wall and fluid axial conduction. A two-regional pipe is considered which is initially isothermal and the problem is handled for hydrodynamically developed flow with periodically time-varying outer wall temperature in the downstream region. The problem is solved numerically by a finite-difference method and a parametric study is done to analyse the effects of four defining parameters namely, wall thickness ratio, wall-to-fluid conductivity ratio, wall-to-fluid thermal diffusivity ratio and the Peclet number and also the effect of angular frequency. Considerable amount of heat is transferred through the upstream side due to both wall and fluid axial conduction. It is seen that the heat transfer characteristics are changing periodically in time similar to the periodic change in outside wall temperature. The results are found to be sensitive to the parameter values and angular frequency