Fonksiyonel dereceli radyal kanatçıklardaki sıcaklık dağılımının sayısal analizi

Abstract

Bu çalışmada fonksiyonel derecelendirilmiş materyalden (FDM) yapılmış kanatçıklardaki sıcaklık dağılımını nümerik olarak incelenmektedir. Isıl iletkenlik katsayısındaki değişim üç farklı şekilde; lineer, kuadratik ve üstel fonksiyon olarak kabul edilmiştir. Dikdörtgen profile sahip radyal kanatçığın tek boyutlu kararlı durumda ısı iletimini idare eden denklemler kanonik halde elde edilmektedir. Bu denklemler Tamamlayıcı Fonksiyonlar Metodu ile çözülmektedir. Kanatçıktaki sıcaklık dağılımı, ısı transfer varyasyonları, kanatçık etkinliği ve verimliliği konvensiyonel kanatçık parametresi ve farklı inhomojenlik parametresi için araştırılmıştır. Farklı ısıl iletkenlik katsayılarına ait kanatçığın özel sonuçları için doğrulanan sonuçlar literatürde mevcuttur. Kanatçık üzerindeki sıcaklık dağılımının farklı ısıl iletkenlik ve materyal özellikleri arasında karşılaştırılması grafikler halinde sunulmuştur.

In this study, temperature distribution of a fin made of functionally graded material (FGM) is numerically investigated. Variation of the heat conduction coefficient is assumed for three different cases; which are linear, quadratic and exponential. Governing equations for the steady state one dimensional heat conduction in a radial fin have been obtained. These equations are solved with the complementary function method. Temperature distribution, variation of heat transfer, fin effectiveness and fin efficiency have been investigated in terms of the conventional fin parameter and different inhomogeneity parameters. Figures of temperature distribution, heat transfer rate, efficiency and effectiveness along the radial axis of the fin have been obtained with respect to different thermal conductivity variables and material properties.