Fulltext

Theoretical Study of Heat Transfer on Horizontal Cylinder Subjected to Force Longitudinal Vibration

"دراسة نظرية لانتقال الحرارة على اسطوانة أفقية معرضة لاهتزاز طولي قسري"

Hadi Kadim Khadier

journal of kerbala university مجلة جامعة كربلاء
ISSN: 18130410 Year: 2015 Volume: 13 Issue: 1 Pages: 36-48
Publisher: Kerbala University جامعة كربلاء

Abstract

In the present work ,steady two - dimensional laminar forced convection heat transfer with parallel flow on a horizontal tube has been analyzed numerically for a wide range of the Reynolds numbers of (Re.=.102, 103, 104, and 105) with Amplitude parameter (A) and vibrational angle in the range ( = and ). Two types of boundary conditions have been considered. The first, when the tube wall is heated with constant uniform temperatures, while the second when the wall is heated by applying a uniform heat flux. The results are presented in terms of isotherms and streamlines to show the behavior of the fluid flow and temperatures fields. In addition, some graphics are presented the relation between average Nusselt number and the various parameters.This research demonstrated that the rate of heat transfer is increased due to increase of amplitude and vibration angle as well as Reynolds number increase. The results also show that the average Nusselt number is a strong function of Reynolds number, vibrational angle amplitude parameter and the boundary conditions. Two different correlations have been made to show the dependence of the average Nusselt number on the Reynolds numbers, vibrational angle and amplitude parameter.

في هذا البحث ، تم إجراء دراسة عددية لانتقال الحرارة بالحمل ألقسري الطباقي المستقر ثنائي البعد بجريان موازي لأنبوب أفقي ضمن مدى واسع لعدد رينولدزRe.= 102, 103, 104, 105) ) مع مقدار الإزاحة (A) ولمدى زاوية اهتزاز . لاجراء البحث تم اعتماد نوعان من الظروف الحدية. الأول عندما يكون جدار الأنبوب مسخن إلى درجات حرارة مختلفة ومنتظمة والثاني، عندما يكون الجدار مسخن بمصدر حراري . تم تمثيل نتائج الدراسة بدلالة خطوط درجات الحرارة الثابتة وخطوط الانسياب لبيان سلوك درجات الحرارة والجريان في الحيز. بالإضافة إلى رسومات بيانية أخرى تمثل علاقة معدل عدد نسلت مع المتغيرات المذكورة أعلاه . اوضحت نتائج البحث بان معدل انتقال الحرارة يزداد نتيجة لزيادة زاوية الاهتزاز ورقم رينولدز . كذلك بينت نتائج الدراسة بان معدل عدد نسلت هو دالة قوية لعدد رينولدز وزاوية الاهتزاز ومقدار الإزاحة(A) والظروف الحدية . ومن خلال النتائج تبين وجود علاقة قوية بين معدل عدد نسلت وعدد رينولدز.

Keywords

Forced Convection – Forced Vibration – Horizontal tube – Finite Difference Method