فین ها سطوح گسترش یافته ای هستند كه معمولاً به منظور افزایش سطح انتقال حرارت به كار می روند.
واژه سطح گسترش یافته معمولاً برای نمایش حالت خاصی به كار می رود كه در آن انتقال گرمای رسانشی در داخل جسم و انتقال گرمای جابجایی (یا تشعشعی) از مرزهای آن روی می دهد.
تركیب انتقال حرارت رسانشی و جابجایی در بسیاری از موارد روی می دهد. اما بیشترین كاربرد آن درحالتی است كه برای تقویت انتقال حرارت بین یک جسم و سیال مجاور آن به كار می رود. معمولاً سه راه برای افزایش انتقال حرارت وجود دارد:
- افزایش سرعت سیال
- كاهش دمای محیط(افزایش اختلاف دمای محیط و جسم)
- افزایش سطحی كه از آن حرارت انتقال می یابد.
-
خرید اینترنتی فایل کامل :
-
در توضیح مورد اول باید دقت كرد كه افزایش سرعت سیال موجب افزایش ضریب جابجایی می شود، ولی در بعضی موارد هزینه های مربوط به افزایش ضریب جابجایی خود مانعی برای عملی شدن طرح است)این هزینه ها مربوط به دمنده ها و یا پمپ هایی می شوند كه با افزایش حركت سیال، ضریب جابجایی را افزایش می دهند.(
راه دوم جهت افزایش انتقال حرارت مربوط به كاهش دمای محیط است كه اغلب غیرعملی بوده و بنابراین بهترین روش همان افزایش مساحت سطحی است كه از آن انتقال گرما رخ می دهد. با افزایش مساحت سطحی كه جابجایی در آن روی می دهد می توان آهنگ انتقال حرارت را افزایش داد. این كار را با بهره گرفتن از فین هایی كه از دیوار به داخل سیال اطراف گسترش یافته اند می توان انجام داد. رسانندگی گرمایی فین تاثیر زیادی بر توزیع دما در امتداد فین دارد و بنابراین بر مقدار افزایش آهنگ انتقال گرما تاثیر می گذارد. در حالت ایده آل، فین باید دارای رسانندگی گرمایی بزرگی باشد تا تغییرات دما از پایه فین تا نوك آن به حداقل برسد. در حالت حدی رسانندگی گرمایی بینهایت، تمام فین در دمای سطح پایه قرار دارد، و لذا افزایش انتقال گرما به ماكسیمم مقدار ممكن می رسد.
[1] Galerkin Method
[2] Least-Squares Method
[3] Collocation Method
[4] Differential Transformation Method (DTM)
[5] Adomian Method
