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2015 | OriginalPaper | Buchkapitel

10. Conduction with Heat Sources

verfasst von : Roberto Mauri

Erschienen in: Transport Phenomena in Multiphase Flows

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

In this chapter we study problems of conduction combined with internal heat generation, that is the conversion of mechanical energy into internal energy. Here we list some examples of heat generation, specifying the energy “dissipated” per unit volume and unit time, \(\dot{q}\).
  • Dissipation of electrical energy \(\dot{q} = I^{2} /k_{e}\), where I is the current density, in amps cm−2, while k e is the electric conductivity, in Ω−1 cm−1.
  • Dissipation of mechanical energy (viscous dissipation), \(\dot{q} = \mu \left| {{\nabla }v} \right|^{2}\), where μ is viscosity and \({\nabla }v\) the velocity gradient.
  • Dissipation of chemical or nuclear energy.
First, in Sect. 10.1, we consider the general solution of this problem in plane, cylindrical and spherical geometries in the case of a uniform heat production. Then, in Sect. 10.2, we examine the case of a linear source term, using either regular or singular perturbation expansion methods to solve the limit cases corresponding to small and large heat generation, respectively.

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Fußnoten
1
Remind that J U is positive when it is directed along the positive x direction, so that −J U (−x) is the heat flux exiting the control volume at section at −x.
 
2
Named after Ernst Kraft Wilhelm Nusselt (1882–1957), a German engineer. He held the chair of Theoretical Mechanics in München from 1925 to 1952, where was succeeded by Ernst Schmidt.
 
3
The Nusselt number is often defined as twice the one defined in (10.2.4), where Nu = 1 when conduction is the only heat transfer mechanism.
 
Metadaten
Titel
Conduction with Heat Sources
verfasst von
Roberto Mauri
Copyright-Jahr
2015
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-15793-1_10

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.