Straight Fin और Annular Fin से Heat Transfer कैसे होता है?

Heat Transfer को Improve करने के लिए विभिन्न Engineering Applications में Fins का उपयोग किया जाता है। Fins ऐसे Extended Surfaces होते हैं जो Heat Dissipation की क्षमता को बढ़ाते हैं। खासकर जब किसी Surface से Surrounding Fluid (Air, Water आदि) में Heat Transfer करना होता है। इस ब्लॉग में हम Straight Fin और Annular Fin के माध्यम से Heat Transfer की Theory, Formula और Applications को हिंदी में समझेंगे।

Fins का Introduction

Fins Thermal Conductivity के माध्यम से Surface Area बढ़ाकर Heat Transfer Rate को Improve करते हैं। अगर किसी Surface और Surrounding Fluid के बीच Heat Transfer Coefficient कम है, तो Fins का उपयोग Heat Dissipation बढ़ाने के लिए किया जाता है।

Straight Fin क्या है?

Straight Fin एक Simple Rectangular या Tapered Shape का Extended Surface होता है, जो Base Surface से सीधे बाहर की ओर बढ़ता है। यह आमतौर पर Plate, Rod, या Rectangular Surface पर उपयोग किया जाता है।

Straight Fin से Heat Transfer Formula

Fourier’s Law और Convection Equation के आधार पर Heat Transfer इस प्रकार Calculate किया जाता है:

q = √(h P k A_c) × (T_b - T_∞) × tanh(m L)

जहाँ:

• q = Total Heat Transfer Rate
• h = Convective Heat Transfer Coefficient
• P = Fin का Perimeter
• k = Fin Material की Thermal Conductivity
• A_c = Cross-Sectional Area of Fin
• T_b = Base Temperature
• T_∞ = Ambient Temperature
• L = Fin की Length

Annular Fin क्या है?

Annular Fin एक Circular Ring-Shaped Fin होती है जो Cylindrical Surface (जैसे Pipe, Tube या Cylinder) के चारों ओर लगाई जाती है। यह Radial Direction में Heat Transfer बढ़ाने के लिए उपयोग होती है।

Annular Fin से Heat Transfer Formula

Annular Fin के लिए Heat Transfer Equation थोड़ी Complex होती है क्योंकि इसमें Radial Heat Flow Consider करना होता है:

q = 2πkL (T_b - T_∞) × [(m r₂ K₁(m r₂) + h K₀(m r₂)) / (m r₁ K₁(m r₁) + h K₀(m r₁))]

जहाँ:

• r₁ = Inner Radius of Fin
• r₂ = Outer Radius of Fin
• K₀, K₁ = Modified Bessel Functions
• L = Fin की Thickness

Straight और Annular Fin की तुलना

• Straight Fin Simple Geometry के कारण Easy Analysis के लिए उपयुक्त है।
• Annular Fin Cylindrical Systems में Heat Transfer Efficiency बढ़ाने के लिए Best होती है।
• Straight Fin का उपयोग Flat Surfaces में ज्यादा किया जाता है, जबकि Annular Fin Pipes और Cylinders में।

Applications

• Automobile Radiators

• Air Conditioning Systems

• Heat Exchangers

• Power Plant Boilers

• Electronic Devices Cooling

Conclusion

Straight और Annular Fins Heat Transfer Efficiency को बढ़ाने के लिए Thermal Systems में अत्यंत उपयोगी हैं। सही Fin Design का चयन Application की Geometry, Operating Conditions और Thermal Requirements पर निर्भर करता है।