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

در مقاله حاضر یک حل تحلیلی براي انتقال حرارت ناپایا در لوله
خنک کن راکتور هسته اي 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 طوري که زاویه
الیاف در هر لایه می تواند تغییر کند. با توجه به شرایط مرزي خاص
مرتبط با این مساله، شار حرارتی در راستاي 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 تئوري 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 مرزي 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 براي محاسبه لاپلاس معکوس استفاده شده است. در
پایان گراف هاي مربوط به توزیع دما در جهت طولی و شعاعی براي
آرایش هاي متداول الیاف در زمان هاي مختلف رسم گردیده است.