Fulltext

Numerical Simulation Of Two Dimensional Transient Natural Convection Heat Transfer From Isothermal Horizontal Cylindrical Annuli

Ayad K. Hassan --- Jasim M. A. Al-lateef

Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا
ISSN: 16816900 24120758 Year: 2007 Volume: 25 Issue: 6 Pages: 728-745
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Abstract

Numerical solutions are presented for the transient natural convection heattransfer problem in horizontal isothermal cylindrical annuli, enclosed in heatedinner and cooled outer cylinders. Solutions for laminar case were obtained withinGrashof number based on the inner diameter which varied from 1x102 to 1x105 inair. Both vorticity and energy equations were solved using alternating directionimplicit (ADI) method and stream function equation by successive over relaxation(SOR) method. The structure of fluid flow such as a velocity vector andtemperature distribution as well as Nusselt number were obtained and the effect ofdiameter ratio on them was examined. In addition, the Grashof number waschanged with the influence of variation in Prandtle number and diameter ratio. Ournumerical calculation are summarized by Nussult number vs. Grashof numbercurves with diameter ratios and Prandtl as a parameter, which serves as a guide tonatural convection heat transfer calculated from annulus. Good agreement withprevious data is obtained.

قَ  دم حلّ عددي لمسالةِ انتقال الحرارةِ العابرةِ بالحمل الطبيعيِ في العمود الحلقيالإسطوانيِ ثابت درجة الحرارةِ بوضع الأفقيِ، حيث تكون  الاسطوانة الداخلية مسخن ة والإسطوانة الخارجي َ ة مبردة. تم حل المسالة لحالةِ الجريان الطباقي ولرقم كراشوف مستندة على1 للهواء .ِمعادلة الدوامية ومعادلة الطاقة حلت ا x 1 ال ى 105 x القطرِ الداخليِ يتراوح بين 102بإستعمال بطريقة الإتّجاه الضمني المتناوب ومعادلة الانسياب بطريقة فوق التراخي المتعاقبة.تمالحصول عل  ى تركيب جريان المائعِ كمتجه السرعةِ وتوزيعِ درجةِ حرارة بالإضافة إلى رقمنسلت، تم اختبار تأثيرِ نسبةِ القطرِ عليها .بالإضافة الى دراسة تأثيرِ إختلافِ رقم كراشوف معإختلافِ رقم برانتل و نسبة القطر عليهَا .تم اجمال الحسابات العددية بواسطة منحنيات رقمنسلت مع رقم كراشوف و نسبة القطر ورقم برانتل .التي يمكن الاستفادة منها كدليل لحساباتانتقال الحرارة بالحمل الطبيعي من الشكل الحلقي.تم الحصول على توافق جيد بين النتائج الحاليةوبياناتِ البحوث السابقةِ.

Keywords

Natural Convection --- Numerical Simulation --- Isothermal --- Cylindrical Annui.