Adomian Decomposition Method for Heat Conduction in an Annular Fin of Hyperbolic Profile with Temperature Dependent Thermal Conductivity

Abstract

The Adomian decomposition method (ADM) is applied to analyze the thermal performance of an annular fin of hyperbolic profile with temperature dependent thermal conductivity. ADM provides the solution in an infinite series with easily computable components. It has been observed that the variation of thermo-geometric fin parameter and the thermal conductivity parameter have a significant effect on the temperature distribution in the fin and its efficiency. For engineering analysis and design, a regression equation is also proposed for fin efficiency as a function of fin radii ratio and thermo-geometric fin parameter. Obtained results are in a good agreement with numerical results of finite difference method (FDM) and exact solution with the constant thermal conductivity

Keywords

• Hyperbolic profile annular fin, Fin efficiency, Variable conductivity, Adomian decomposition method

Adomıan Ayrıştırma Metodu İle Isıl İletkenliği Sıcaklıkla Değişen Hiperbolik Profilli Dairesel Kanatta Isı İletimi

Abstract

Bu çalışmada, Adomian ayrıştırma metodu (ADM) ile ısıl iletkenliği sıcaklıkla değişen hiperbolik profilli dairesel bir kanadın ısıl performansı incelenmiştir. ADM terimleri kolayca hesaplanabilen sonsuz seri formunda bir çözüm sunar. Yapılan analizde, termo-geometrik kanat parametresi ve ısıl iletkenlik parametresi değişimlerinin kanat boyunca sıcaklık dağılımına ve kanat verimine önemli bir etkisi olduğu görülmüştür. Ayrıca, kanat verimi için mühendislik analizi ve tasarımında kullanılmak amacı ile kanat yarıçap oranı ve termo-geometrik kanat parametresinin fonksiyonu olan bir korelasyon denklemi elde edilmiştir. Elde edilen sonuçların sonlu farklar yönteminden ve ısıl iletkenliği sabit durum için analitik çözümden elde edilen sayısal sonuçlarla uyum içinde olduğu görülmüştür

Keywords

• Dairesel kanat, Kanat verimi, Değişken ısıl iletkenlik, Adomian ayrıştırma yöntemi