Fulltext

Prediction Of Natural Convection Heat Transfer In Complex Partitions Cavity

ISRAA Y. DAOUD --- SATTAR J. HABBEB

Journal of Engineering مجلة الهندسة
ISSN: 17264073 25203339 Year: 2010 Volume: 16 Issue: 3 Pages: 5459-5480
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Abstract

A numerical investigation has been carried out to examine the effects of insulated baffle mounted in complex cavity representing as an industrial building on flow pattern and heat transfer characteristics. The cavity is formed by adiabatic horizontal bottom, inclined upper walls and vertical isothermal walls. This problem is solved by using flow-energy equations in terms of stream-vorticity formulation in curvilinear coordinates. Two cases are considered; in the first (case 1) the insulated baffle position attached to the horizontal bottom wall of the cavity while in the second case (case 2) the insulated baffle position attached the upper inclined wall. A parametric study is carried out using following parameters: Rayleigh number from 103 to 106, Prandtl number for 0.7 and 10, baffle height (HB=0, 0.3H*, 0.4H*, and 0.5H*), baffle location for (LB=0.25L and 0.75L) with or without baffle in the cavity (total of 100 tests). For case 1 results show that, the flow strength generally increasing with increasing Ra values, increasing baffle height, and decreasing values of Pr, while in case 2 the same behavior of above could be show except the flow strength decreasing with increasing baffle height, also, increase Ra leads to increase the rate of heat transfer. The configuration of the cavity in case 2 leads to increase in heat transfer rate comparing with that in case 1.

تم التوسع بدراسة عددية لاختبار تأثير الحاجز المعزول الموضوع في تجويف معقد يمثل بناية صناعية على حركة الجريان وسمات انتقال الحرارة بالحمل الحر. التجويف متمثل بأسطح معزولة السطح الأفقي السفلي , السطح المائل العلوي وأسطح ثبوت درجة الحرارة العمودية. المسألة حلت باستخدام معادلات الجريان والطاقة بصيغة دالة الانسياب-الدوامية بالإحداثيات المطابقة للجسم. تم اخذ حالتين في هذه الدراسة الحالة الأولى الحاجز المعزول منطبق على السطح السفلي للتجويف بينما في الحالة الثانية يكون منطبق على السطح المائل العلوي للتجويف, المعاملات المدروسة هي:رقم رايلي من 103الى 106,رقم برانتل 0.7 و 10,ارتفاع الحاجز (HB= 0, 0.3H*, 0.4H*, 0.5H*), موقع الحاجز (LB=0.25L, 0.75L), لحالات مختلفة بدون وبوجود الحاجز داخل التجويف (حوالي 100 اختبار). النتائج للحالة الأولى أوضحت أن قوة الجريان بصورة عامة تزداد مع زيادة رقم رايلي, زيادة ارتفاع الحاجز المعزول, ونقصان قيم رقم برانتل بينما في الحالة الثانية يبقى نفس التصرف أعلاه مع نقصان قوة الجريان بازدياد ارتفاع الحاجز المعزول. كذلك زيادة قيم رقم رايلي تؤدي إلى زيادة معدل انتقال الحرارة. تركيب التجويف في الحالة الثانية يؤدي إلى زيادة معدل انتقال الحرارة مقارنة بالحالة الأولى.

Keywords

natural convection --- cavity with baffle