پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 399 |
| تعداد مقالات | 5,389 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,288,014 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,882,762 |
تحلیل انتقال حرارت ترکیبی هدایت-تابش در عایق‌های چندلایه | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 5، دوره 46، شماره 1، شهریور 1393، صفحه 47-56 اصل مقاله (1.27 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2014.341 | ||
| نویسندگان | ||
| مهدی معرفت1؛ آرش اسماعیلی* 2 | ||
| 1دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس | ||
| 2دانشجوی دکتری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس | ||
| چکیده | ||
| در تحقیق حاضر مدل‌سازی انتقال حرارت ترکیبی هدایت-تابش در عایق چندلایه انجام‌شده‌است. معادلات حاکم حل دقیق ندارند. بنابراین از حل عددی به همراه حل‌های تقریبی استفاده شدهاست. معادلات حاکم اصلی شامل معادله‌ی انرژی و معادلات دوشار می‌باشند، که به‌ترتیب با استفاده از روش‌های حجم‌محدود و اختلاف‌محدود گسسته‌سازی شده‌اند. حل عددی ابتدا با حل اوزیسیک و سپس با داده‌های منتشرشده‌ی تجربی صحت‌سنجی شدهاست. با استفاده از حل پایا، شار حرارتی و رسانش حرارتی معادل و با استفاده از حل بی‌بعد توزیع دمای بی‌بعد درحالت پایا و نسبت شار‌های بی‌بعد تابشی و هدایتی در طول نمونه به‌دست آمدهاست. در مجاورت مرز گرم شار تابشی غالب است، بنابراین پیشنهاد شدهاست، بازتاباننده‌ها نزدیک به مرز گرم قرار گیرند. برای اختلاف دماهای کم، هدایت غالب است، بنابراین وجود بازتاباننده‌ها در عایق، در رسانش معادل تاثیرگذار نیست. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| عایق چندلایه؛ رسانش حرارتی؛ سیستم حفاظت حرارتی؛ انتقال حرارت ترکیبی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Analysis of Combined Conduction-Radiation Heat Transfer In Multilayer Insulations | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mahdi Maerefat1؛ Arash Esmaili2 | ||
| چکیده [English] | ||
| Modeling of the combined conduction-radiation heat transfer in multilayer insulation has been done. Governing equations of the problem are integro-differential and there is no exact solution for them. So numerical procedure with approximate solutions have been used. Main governing equations were energy equation and two-flux equations that respectively, using the finite volume and finite differences have been discretized. Numerical solution is validated with Ozisik’s solution and published experimental results. Total heat flux and effective thermal conductivity obtained via steady state results. Dimensionless temperature distribution and dimensionless radiative and conductive heat fluxes along sample thickness obtained. Near the hot boundary, dominating mode is radiation, so it is suggested that reflective screens to be located near hot boundary. For lower temperature differences, the dominating mode is conduction, so number of reflective screens does not influence effective thermal conductivity so much. In all steps of validation, the numerical results have good agreements with published data in references. Finally, as for radiation behavior along insulation thickness, it is suggested that just the foils near the hot boundary, to be coated with gold for sake of cost cutting. In addition, it is understood that layer density has an optimum value and this value does not changes if the boundary conditions and the material remain unchanged. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Multilayer Insulation, Thermal Conductivity, Thermal Protection System, Combined-mode Heat Transfer | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[1] Spinnler, M., Edgar R.F., Winter, Viskanta, R., “Studies on high temperature multilayer thermal insulation”, International journal of heat and mass transfer 47, pp. 1305– 1312, 2004. [2] Gallert, H., Keller. K., “Metallic Thermal Protection Concept for Hypersonic Vehicles”, Journal of Aircraft, Vol. 28, No. 6, June, pp. 410- 416, 1991. [3] Doenecke, J., “Survey and Evaluation of Multilayer Insulation Heat Transfer Measurements”, SAE Technical Paper 932117.23rd International Conference on Environmental Systems, Colorado Springs, Colorado, July, 1993. [4] Keller, K., “Application of High Temperature Multilayer Insulations”, Acta Astronautica Vol. 26, No. 6, pp. 451- 458, 1992. [5] Bo-Ming Zhang, Shu-Yuan Zhao, “Experimental and theoretical studies on high-temperature thermal properties of fibrous insulation”, Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 109, pp. 1309– 1324, 2008. [6] Shu-yuan Zhao, He, Xiao-dong, “Temperature and pressure dependent effective thermal conductivity of fibrous insulation”, International Journal of Thermal Sciences 48, pp. 440– 448, 2009. [7] Shu-Yuan Zhao,. Zhang, Bo-Ming. Du Shan-Yi, “An inverse analysis to determine conductive and radiative properties of a fibrous medium”, Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 110, pp. 1111– 1123, 2009. [8] Alifanov, O.M., Nenarokomov, A.V., Gonzalez, V.M., “Study of multilayer thermal insulation by inverse problems method”, Acta Astronautica 65, pp. 1284– 1291, 2009. [9] Modest, Michael. F.; Radiative Heat Transfer, 2nd Edition, Academic Press, USA, 1993. [10] Sparrow, E.M., Cess, R.D., “Radiation Heat Transfer”, Augmented Edition, McGraw- Hill, 1978. [11] Daryabeigi, K., “Heat Transfer in High-Temperature Fibrous Insulation”, 8th AIAA/ASME Joint Thermophysics and Heat Transfer Conference, St. Louis, MO, 2002. [12] Bapat, S.L., Narayankhedkar, K.G., Lukose, T.R., “Performance prediction of multilayer insulation”, Cryogenics, Vol 30, pp. 700- 710, 1990. [13] Hager, N.E. Jr. Steere, R.C., “Radiant Heat Transfer in Fibrous Thermal Insulation”, Journal of Applied Physics, Vol. 38, No. 12. pp. 4663- 4668, 1967. [14] Cunnington, G.R., Zierman, C.A., Funai, A.I., Lindahn, A., “Performance of Multilayer Insulation Systems for Temperatures to 700K”, NASA CR- 907, 1967. [15] Daryabeigi, K., “Analysis and Testing of High Temperature Fibrous Insulation for Reusable Launch Vehicles”, AIAA Paper 99-1044, January, 1999. [16] Daryabeigi, K., “Thermal Analysis and Design of Multi-layer Insulation for Re-entry Aerodynamic Heating”, AIAA Paper 2001-2834, June, 2001. [17] Bhattacharyya, R. K., “Heat Transfer Model for Fibrous Insulations”, Thermal Insulation Performance, ASTM STP 718, ed. by D. L. McElroy and R. P. Tye. American Society for Testing and Materials, Philadelphia. PA, pp. 272- 286, 1980. [18] Blosser, Max L., “Advanced Metallic Thermal Protection Systems for Reusable Launch Vehicles”, PhD dissertation, University of Virginia, 2000. [19] Daryabeigi, K., “Design of High Temperature Multi-layer Insulation for Reusable Launch Vehicles”, PhD dissertation, University of Virginia, 2000. [20] Thornton, E. A., “Thermal Structures for Aerospace Applications”, AIAA, Reston, Virginia, 1996. [21] Ozisik, M.N.; Radiative Transfer and Interactions with Conduction and Convection, John Wiley & Sons Inc, 1973. [22] Daryabeigi, K., Miller, Steve D., “Heat Transfer in High Temperature Multilayer Insulation”, NASA Tech Briefs, 2001. [23] Viskanta, R., “Heat Transfer by Conduction and Radiation in Absorbing and Scattering Media”, Journal of Heat Transfer, pp. 143-150, 1965. [24] Finck, J. L.; Heat Insulation, Industrial & Engineering Chemistry, ACS Pub, pp. 824-827, 2002. [25] Bai, Dan., Fan, Xu-Ji., “On the combined heat transfer in the multilayer non-gray porous fibrous insulation”, Journal of Quantitative | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,009 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,827 |
||
