Article,
Analytical methods of solution of conjugated problems in convective heat transfer
International Journal of Heat and Mass Transfer, 14 (8): 1047 - 1056 (1971)
DOI: 10.1016/0017-9310(71)90203-1
Abstract
The present paper presents solution methods of convective heat transfer problems which take into account heat propagation in the solid in contact with a moving fluid. The method is referred to as the solution of conjugated problems. In particular, the paper treats heat transfer in laminar fluid flow in circular and planar tubes with allowance for the dissipation of mechanical energy. In addition, there are considered both steady-and unsteady-state heat transfer problems for flow of a compressible fluid past a plate. In all cases heat transfer in the fluid is discussed in relation to that in a solid wall. On the basis of the analysis of the solution a new criterion is introduced which characterizes the effect of thermophysical properties of the wall on heat transfer. A few examples are considered for illustration purposes.
Résumé
Cet article concerne les méthodes de solution de problèmes de convection thermique en tenant compte de la propagation thermique dans un solide en contact avec un écoulement de fluide. La méthode s'inspire de la recherche de la solution des problèmes conjugués. En particulier, l'article traite le transfert thermique dans un écoulement de fluide laminaire à l'intérieur de tubes circulaires et plans avec admission d'énergie mécanique. De plus, on considère à la fois les problèmes de transfert thermique stationnaire et instationnaire pour une plaque dans un écoulement compressible. Dans tous les cas, le transfert de chaleur dans le fluide est discuté en relation avec celui dans une paroi solide. A partir de cette analyse, on introduit un nouveau critère qui caractérise l'effet des propriétés thermophysiques de la paroi sur le transfert thermique. En illustration, on considère quelques exemples.
Zusammenfassung
Die vorliegende Arbeit berichtet über Lösungsmethoden für konvektive Wärmeüber-tragungsprobleme unter Berücksichtigung der Wärmeausbreitung in einem festen Körper der in Kontakt mit einer Flüssigkeitsströmung ist. Im Einzelnen wird die Wärmeübertragung in einem zylindrischen und ebenen Rohr bei laminarer Strömung und bei Berücksichtigung der Reibung behandelt. Ausserdem wird sowohl das stationäre wie instationäre Wärmeübertragungsproblem für eine ebene Platte bei kompressibler Strömung untersucht. In allen Fällen wird der Wärmestrom in der Flüssigkeit mit dem Wandwärmestrom des festen Körpers verglichen und diskutiert. Mit der analytischen Lösung wird ein neues Kriterium, das den Einfluss der thermo-physikalischen Eigenschaften der Wand auf den Wärmestrom charakterisiert, eingeführt. Das Problem wird an einigen Beispielen erläutert.
