اعمال روش ناحیه ای به حل انتقال حرارت ترکیبی در لوله استوانه ای

در این مقاله حل همزمان انتقال حرارت هدایت، جابجایی و تابشی در یک کانال استوانه ای با محیط فعال تابشی که بطور یکنواخت متفرق کننده است ارائه می گردد. برای حل میدان تابشی از روش ناحیه ای استفاده شد. در این روش دو نوع ضریب یکی تبادل مستقیم و دیگری تبادل کلی تعریف می گردد. ضرایب تبادل کلی به کمک یک روش آماری که اساس آن تئوری زنجیره سارکوف می باشد. از روی ضرایب تبادل مستقیم بدون نیاز به عملیات ضمنی و تکراری محاسبه می گردند. برای حل معادله کامل انرژی از روش حجمهای محدود استفاده شد. برای حل معادل غیر خطی حاصله که برحسب توان ۴ درجه حرارت نیز می باشد از روش نیوتن رافسون استفاده شده است. حل این معادلات هنگامیکه نسبت هدایت به تشعشع مقدار کوچکی باشد زمان کامپیوتری زیادی به خود اختصاص می دهد. محاسبات برای مقادیر مختلف Ns، عدد پکلت جریان، ضریب استهلاک و Kt*d انجام گرفت. نتایج حاصله نشان می دهد که استفاده از روش جمع آثار برای محاسبه انتقال حرارت نتایج دور از واقعی می دهد. این نتایج نشان دادند که برای موقعی که ترم هدایت غالب می باشد می توان از ترم تشعشع صرفنظر کرد ولی در حالتی که ترم تشعشع غالب باشد حل همزمان ضروری است. نتیجه قابل توجه دیگر افزایش سرعت همگرایی جواب ها با افزایش عدد پکلت جریان می باشد.