حل تحلیلی انتقال حرارت ناپایا در لوله خنککن کامپوزیتی با شار حرارت متغییر در جهت طولی

در مقاله حاضر یک حل تحلیلی برای انتقال حرارت ناپایا در لوله خنک کن راکتور هسته ای ارائه گردیده است. لوله مورد نظر به صورت یک استوانه چند لایه کامپوزیتی در نظر گرفته شده است.الیاف در هر لایه به دور استوانه پیچیده شده اند به طوری که زاویه الیاف در هر لایه می تواند تغییر کند. با توجه به شرایط مرزی خاص مرتبط با این مساله، شار حرارتی در راستای طول لوله به صورت یک تابع سینوسی اعمال می گردد. با استفاده از تبدیل لاپلاسمساله از حوزه زمان به حوزه فرکانس منتقل شده و تبدیل فوریه مناسب با بکار بردن تئوری اشترم لییویل ساخته شده است. با توجه به اینکه زاویه الیاف در هر لایه متغییر است، معادله انتقال حرارت در هر لایه متفاوت بوده و یک دستگاه معادلات مرتبط با شرایط مرزی داخل و بیرون استوانه و همچنین پیوستگی دما و شار حرارت در مرز بین لایه ها بدست می آید. جواب بدست آمده در حوزه فرکانس با استفاده از تبدیل لاپلاس معکوس به حوزه زمان منتقل می شود. با توجه به پیچیدگی انتگرال حاصل از روشی موسوم به روش توابع مرومرفیک برای محاسبه لاپلاس معکوس استفاده شده است. در پایان گراف های مربوط به توزیع دما در جهت طولی و شعاعی برای آرایش های متداول الیاف در زمان های مختلف رسم گردیده است

کلیدواژه ها:

حل تحلیلی ، انتقال حرارت هدایتی ناپایا ، توابع اشترم لیویل ، تبدیل لاپلاس ، توابع مرومرفیک