Non-stationary heat exchange in cylindrical channel at laminar flow of fluids


Cite item

Full Text

Abstract

Using double integral Laplace–Carson transformation and orthogonal method of Bubnov–Galyorkin, the analytical solution of the non-stationary problem of heat transfer in a cylindrical channel in the laminar flow of fluids was obtained. It has two components: stationary and non-stationary, each part has application only in a certain range of temporal and spatial coordinates. For the stationary Graetz-Nusselt problem on the basis of introduction of the temperature perturbation front and additional boundary conditions it was managed to find an analytical solution that allows the assessment of liquid thermal state with small values of spatial variable, directed along the stream flow. It is not possible to obtain such results using the well-known exact analytical methods because of the poor convergence of infinite series of received solutions.

About the authors

Anton V Eremin

Samara State Technical University

Email: a.v.eremin@list.ru
Postgraduate Student, Dept. of Theoretical Basis of Heat Engineering & Flow Mechanics 244, Molodogvardeyskaya st., Samara, 443100, Russia

Ekaterina V Stefanyuk

Samara State Technical University

Email: stef-kate@yandex.ru
(Dr. Techn. Sci.), Associate Professor, Dept. of Theoretical Basis of Heat Engineering & Flow Mechanics 244, Molodogvardeyskaya st., Samara, 443100, Russia

Alexander Yu Rassypnov

Samara State Technical University

Postgraduate Student, Dept. of Theoretical Basis of Heat Engineering & Flow Mechanics 244, Molodogvardeyskaya st., Samara, 443100, Russia

Anastasiya E Kuznetsova

Samara State Technical University

Email: kuznetsovaae@rambler.ru
Postgraduate Student, Dept. of Theoretical Basis of Heat Engineering & Flow Mechanics 244, Molodogvardeyskaya st., Samara, 443100, Russia

References

  1. L. Graetz, “Ueber die Wärmeleitungsfähigkeit von Flüssigkeiten. 2. Abhandlung” // Annalen der Physik und Chemie, 1885. Vol. 25, no. 7. Pp. 337–357.
  2. W. Nusselt, “Die Abhängigkeit der Wärmeübergangszahl von der Rohrlänge” // Z. Ver. Deut. Ing., 1910. Vol. 54. Pp. 1154–1158.
  3. Б. С. Петухов, Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах. М.: Энергия, 1967. 411 с.
  4. П. В. Цой, Системные методы расчета краевых задач тепломассопереноса. М.: МЭИ, 2005. 568 с.
  5. В. А. Кудинов, Э. М. Карташов, Е. В. Стефанюк, Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Юрайт, 2012. 559 с.
  6. В. А. Кудинов, Е. В. Стефанюк, М. С. Антимонов, “Аналитические решения задач теплообмена при течении жидкости в плоскопараллельных каналах на основе определения фронта температурного возмущения” // Инженерно-физический журнал, 2007. Т. 80, № 5. С. 176–186.
  7. V. A. Kudinov, E. V. Stefanyuk, M. S. Antimonov, “Analytical solutions of the problems of heat transfer during liquid flow in plane-parallel channels by determining the temperature perturbation front” // J. Eng. Phys. Thermophys., 2007. Vol. 80, no. 5. Pp. 1038–1049.
  8. Е. В. Стефанюк, В. А. Кудинов, “Дополнительные граничные условия в нестационарных задачах теплопроводности” // Теплофизика высоких температур, 2009. Т. 47, № 2. С. 269–282.
  9. E. V. Stefanyuk, V. A. Kudinov, “Additional boundary conditions in nonstationary problems of heat conduction” // High Temp., 2009. Vol. 47, no. 2. Pp. 250–262.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2013 Samara State Technical University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).