TY - JOUR ID - TI - EFFECT OF PRANDTL NUMBER AND DIAMETER RATIO ON LAMINAR NATURAL CONVECTION FROM ISOTHERMAL HORIZONTAL CYLINDRICAL ANNULI تأثير رقم برانتل ونسبة القطر على الحمل الطبيعي الطباقي من عمود حلقي اسطواني ثابت درجة الحرارة بالوضع الافقي AU - Jasim Abdulateef جاسم محمد عبد اللطيف PY - 2016 VL - 9 IS - 1 SP - 39 EP - 54 JO - DIYALA JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCES مجلة ديالى للعلوم الهندسية SN - 19998716 26166909 AB - A numerical investigation of transient, two-dimensional natural convection in horizontal isothermal cylindrical annuli is performed to investigate the Prandtl number and diameter ratio effect on flow and heat transfer characteristics. The finite difference method is used to solve the governing equations, in which buoyancy is modeled via the Boussinesq approximation. Both vorticity and energy equations are solved using alternating direction implicit (ADI) method and stream function equation by successive over relaxation (SOR) method. Solutions for laminar case are obtained up to Grashof number of 105 as well as three different diameter ratios, namely 1.2, 1.5, and 2.0 and the Prandtl number varies from 0.7 to 10 are considered. The computed flow patterns and temperature fields are shown by means of streamlines and isotherms, respectively, and the average heat transfer coefficients are also presented. The numerical results are summarized by Nusselt number vs. Grashof number correlations with the Prandtl number and diameter ratio as a parameter. The results of the parametric study show that the diameter ratio and Grashof number have a profound influence on the temperature and flow field and they are almost independent of a low Prandtl number fluid. The average Nusselt number increases by 25% at large of diameter ratio and Prandtl number. Good agreement with earlier available data is obtained.

يستعرض هذا البحث دراسة عددية لانتقال الحرارة ثنائي الابعاد بالحمل الحراري الطبيعي العابر من عمود حلقي اسطواني ثابت درجة الحرارة بالوضع الافقي، وذلك لبيان تاثير رقم برانتل ونسبة القطر على خصائص الجريان وانتقال الحرارة. تم استخدام طريقة الفروقات العددية المحددة لحل المعادلات الحاكمة. معادلة الدوامية والطاقة تم حلها بأستخدام طريقة الاتجاه الضمني المتناوب بينما دالة الانسياب بطريقة التراخي فوق التعاقب. تم حل المسألة لحالة الجريات الطباقي ولرقم كراشوف لحد 105 فضلا عن ثلاث نسب اقطار مختلفة (2.0،1.5،1.2) ولرقم برانتل يتراوح من 0.7 الى 10. أنماط الجريان وتوزيع درجات الحرارة تم تمثيلها بأستعمال كل من خطوط الانسياب ودرجات الحراة الثابتة على التوالي، وكذلك متوسط معاملات انتقال الحرارة. النتائج العددية تم أجمالها بعلاقات تجريبية بين رقم نسلت ورقم كراشوف مع اعتبار تأثير رقم برانتل ونسبة القطر فيها. نتائج الدراسة بينت انه تأثير نسبة القطر ورقم كراشوف الواضح على توزيع الحرارة والجريان مع عدم اعتمادهما في حالة الموائع ذات اللزوجة المنخفضة. تزداد قيمة متوسط رقم نسلت بنسبة 25% عند اعلى قيمة لنسبة القطر ورقم برانتل. تم الحصول على توافق جيد مع الدراسات السابقة ER -