TY - JOUR ID - TI - Numerical And Experimental Investigation On The Effect Of Restriction Shape On Characteristics Of Airflow In A Square Duct AU - Hanaa Abdul Hadi AU - Ikhlase M. Fayed AU - Khalid A. H. Ismael PY - 2010 VL - 16 IS - 4 SP - 6100 EP - 6122 JO - Journal of Engineering مجلة الهندسة SN - 17264073 25203339 AB - Experimental and numerical investigation has been under taken to study turbulent flow of air through duct using restriction in different shapes and positions for Reynolds numbers ranges of (8.2x10^4 → 5.6x10^4).The numerical approach used in this work is the finite volume method for solution of elliptic partial differential equation for the modeling of turbulent (k-ε) model as well as wall function concept near the wall which was used to take the turbulent effects into consideration have been employed.The experimental test rigs were constructed from Perspex, and a five-hole pressure probe was used to measure the three component of air flow velocity vector in space.The results show that the total pressure drop depends on the shape and position of the restriction, and the pressure drop coefficient due to the restriction shape and position (kR) depends on two parameters; blockage area ratio (Ab) and the ratio between wetted perimeter to the free remainder perimeter (pe/Pe) and dose not depend on the Reynolds number ( for the same blockage area ratio Ab if the pe/Pe increases 40%, the coefficient kR increases 7% , and for the same pe/Pe, if the blockage area ratio increases 50% ,the coefficient kR increases 10%). But the pressure drop coefficient due to the friction (Cf) is a function of Reynolds.

تم عرض دراسة عملية و نظرية لجريان هوائي ثلاثي الابعاد، كامل التطور ، مضطرب خلال مجرى رباعي المقطع يحتوي على عوائق بأشكال و مواقع مختلفة و لمدى رينولدز يتراوح من 8.2x10^4 الى 5.6x10^4 .الجانب النظري للمسألة يتضمن حل المعادلات التفاضلية الجزئية الاهليليجية المتمثلة بحفظ الكتلة، الزخم ، الطاقة المضطربة و معدل ضياعها بأستخدام الحجوم المحدد (Finite Volume ). لقد حُلت هذه المعادلات سوية مع الصيغة الجبرية للزوجة المضطربة ( Turbulent viscousity) بأسـتخدام نمـوذج (k-ε) ، بالاضافة الى أستخدام مفهوم دالة الجدار بالقرب من الجـدران لمعالجـة تأثرات الاضطراب. في التجارب العملية تم بناء مجرى من مادة (Perspex) علاوة على استخدام مسبار الضغط الخماسي الفتحات لقياس مركبات السرعة الثلاثة في الحيز ( مقداراً و اتجاهاً ). النتائج بينت ان خسارة الضغط الكلي تعتمد على شكل و موقع العائق، و ان معامل خسارة الضغط الذي يعتمد على شكل و موقع العائق (kR) يعتمد على عاملين هما نسبة الانسداد في المساحة (Ab) ، و النسبة بين المحيط المبلل بالهواء الى المحيط الحر المتبقي (pe/Pe)، وان هذا المعامل لا يعتمد على عدد رينولدز( لنفس نسبة مساحة الانسداد اذا ازداد pe/Pe بنسبة %40 فان نسبة الزيادة في المعامل kR تكون 7% ، و لنفس pe/Pe اذا زادت نسبة مساحة الانسداد الى 50% فان نسبة الزيادة في المعامل(kR) تكون 10%) . و لكن معامل خسارة الضغط نتيجة الاحتكاك(Cf) فأنه دالة لعدد رينولدز. ER -