ويشمل تحليل نقل الحرارة العابر دراسة مدى تغير درجة الحرارة في المواد أو النظام بمرور الوقت، ومن الضروري تصميم النظم الحرارية، والتنبؤ بالسلوك المادي، وضمان السلامة في مختلف التطبيقات الهندسية، وينظر هذا التحليل في الطابع المعتمد على الزمن لتدفق الحرارة، مما يجعله أكثر تعقيدا من التحليل المستمر.

أساليب تحليل نقل الحرارة العابر

تستخدم عدة طرق لتحليل نقل الحرارة عبر المحيط هذه الأساليب تتباين من حيث التعقيد والقابلية للتطبيق حسب تفاصيل المشكلة، وأكثرها شيوعاً تشمل الحلول التحليلية والأساليب العددية والتقنيات التجريبية.

الحلول التحليلية

وتشمل الأساليب التحليلية حل معادلة السلوك الحراري باستخدام الصيغ الرياضية، وهذه الحلول تنطبق عادة على قياسات جغرافية بسيطة وظروف حدودية، وتشمل الأمثلة الكلاسيكية طريقة التأقلم المقطوعة والحلول القائمة على سلسلة أربعة مستويات.

الطرائق العددية

وتستخدم تقنيات عديدة، مثل الفرق الزماني، والعنصر الزماني، وطرق الحجم المحدود، في مجال الهندسة المعقدة وظروف الحدود، وتميز هذه الأساليب الحيز المشكل وتحل معادلة نقل الحرارة بصورة متكررة، وتوفر توزيعا مفصلا للحرارة على مر الزمن.

التقنيات التجريبية

وتشمل الأساليب التجريبية قياس التغيرات في درجات الحرارة باستخدام أجهزة الاستشعار ونظم اقتناء البيانات مباشرة، وتثبت هذه التقنيات من النماذج التحليلية والرقمية، وهي أساسية عندما تكون الحلول النظرية غير عملية.

  • طريقة كاباكات
  • طريقة الفرق بين المواقع
  • طريقة العناصر النهائية
  • الأشعة تحت الحمراء