Isıl İletkenliği Sıcaklıkla Değişen Kademeli Kanatların Homotopi Pertürbasyon Yöntemi İle Optimizasyonu

Year 2010, Volume: 30 Issue: 2 - Volume: 30 Issue: 2, 9 - 19, 01.06.2010

Cihat Arslantürk

Abstract

Kanat malzemesinin verimli kullanılabilmesi için kademeli kanat olarak isimlendirilen yeni bir kanat geometrisi önerilmiştir. Bu çalışmada, ısıl iletkenliği sıcaklıkla değişen dikdörtgen kesitli kademeli kanatların ısıl analizi ve optimizasyonu yapılmıştır. Kanat içindeki sıcaklık dağılımı, sonsuz kuvvet serisi şeklinde analitik bir çözüm sağlayan Homotopi Pertürbasyon Metodu (HPM) ile elde edilmiştir. Bu çözüm, verilen sabit bir kanat hacmi için ısı geçişini maksimum yapan kanat geometrisinin bulunması için kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, aynı ısıl koşullar ve aynı kanat hacmi için kademeli kanadın düz kanada göre daha fazla ısı geçişi sağladığını göstermiştir. Optimizasyondan elde edilen sonuçlar, bu tip kanatların tasarımı için kullanılabilir

Keywords

Kanat, Homotopi pertürbasyon yöntemi, Optimizasyon, Değişken ısı iletim katsayısı

Optimization of Straight Fins with a Step Change in Thickness and Variable Thermal Conductivity by Homotopy Perturbation Method

Abstract

For the better utilization of fin material, it is proposed a modified geometry of new fin with a step change in thickness (SF) in the literature. In the present paper, the thermal analysis and optimization of convective straight fins with a step change in thickness and temperature-dependent thermal conductivity have been addressed. Temperature distribution within the fin has been evaluated using homotopy perturbation method (HPM) which provides an analytical solution in the form of an infinite power series. The optimum geometry which maximizes the heat transfer rate for a given fin volume has been found by using the data from the solution. It has been observed that a SF is the better choice for transferring rate of heat in comparison with the flat fins for the same fin volume and identical thermal conditions. The derived condition of optimality gives an open choice to the designer

Keywords

Fin, Homotopy perturbation method, Optimization, Variable conductivity