research centers


Search results: Found 5

Listing 1 - 5 of 5
Sort by

Article
Parametric Study Of Laminar Free Convection In Horizontal Annulus With And Without Fins On The Inner Cylinder

Authors: Jasim Mohammed Mehdi --- Saad M. Saleh
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2010 Volume: 16 Issue: 2 Pages: 5199-5213
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

An experimental and numerical study has been carried out to investigate the heat transfer by natural convection in air-filled annulus between two horizontal isothermal concentric cylinders with and without annular fins under steady state conditions; the inner cylinder surface is maintained at a higher temperature and the outer cylinder surface at a lower one.In the experimental study, the annulus inner surface is maintained at high temperature by applying uniform heat flux to the inner cylinder while the annulus outer surface is subjected to ambient temperature and maintained at low temperature. The experiments were curried out at a range of Rayleigh number (1.81×103 – 4.03×104) for case without fins and (1.08×103 – 2.94×104) for case with fins, at different diameter ratios (η = 2.0, 2.6 and 3.0). The results showed that: (1) increasing the diameter ratio(η) strongly increases the heat transfer rate, (2) increasing Rayleigh number increases the heat transfer rate for any η and (3) attaching annular fins to the inner cylinder surface of (No. of fins/cm) of 1.25 and (fin height/gap width) of 0.143, 0.186 and 0.286 reduced the mean Nusselt number ( ) within (16.3 - 29.7) percent of that for the case without fins at the same Rayleigh number. In the numerical study, only the case without fins was investigated. The buoyancy driven fluid flow resulting from the temperature difference between the cylinders, is assumed to be steady, laminar, two dimensional and symmetric about the vertical center-line. Only half of the domain needs to be modeled from symmetry considerations. Navier-Stokes and energy equations are expressed in vorticity-stream function form and discretized via finite difference method. The Rayleigh number (based on gap width) varied from l02 to l05 with the influence of diameter ratio obtained near a Rayleigh number of 104. Results for the local and mean Nusselt number, the contour maps of the streamlines and isotherms are presented, to show some of the flow and heat transfer characteristics. The results numerically obtained showed a good agreement with the present experimental data.

أجريتْ دراسة عملية ونظرية لاستقصاء انتقال الحرارة بالحمل الطبيعي خلال فجوة حلقية مملؤة هواء تقع بين اسطوانتين أفقيتين متحدتي المركز بثبوت درجة حرارة السطحين الداخلي و الخارجي للفجوة و بوجود و عدم وجود زعانف حلقية، تحت شروط حالة الاستقرار، وأن تكون الاسطوانة الداخلية ذات درجة حرارة أعلى من الخارجية.في الدراسة العملية تم حفظ السطح الداخلي للفجوة بدرجة حرارة أعلى عن طريق تسليط فيض حراري منتظم على السطح الداخلي للاسطوانة الداخلية فيما حفظ السطح الخارجي للفجوة بدرجة حرارة أقل بتعريض الاسطوانة الخارجية الى درجة حرارة الجو. أجريت التجارب ضمن مدى لعدد رالي تراوح بين (1.81×3^10 – 4.03×4^10) للحالة بدون زعانف، و(1.08×3^10 – 2.94×4^10) للحالة بوجود زعانف،و عند نسبة أقطار2.0, 2.6 , 3.0)). أظهرت النتائج بان زيادة نسبة الاقطار تزيد من معدل انتقال الحرارة بين الاسطوانتين، كذلك إنَّ الزيادة في عدد رالي تؤدي الى زيادة معدل انتقال الحرارة لاي نسبة أقطار، و إن اضافة زعانف حلقية الى الاسطوانة الداخلية بشكل تكميلي بمعدل 1.25 زعنفة لكل سنتمتر واحد و بنسبة (ارتفاع الزعنفة/ سمك الفجوة) 0.143, 0.186 , 0.286 يقلل من رقم نسلت المعدل بحوالي (16.3% - 29.7%) مقارنة بالحالة بدون زعانف و لرقم رالي نفسه. تناولت الدراسة النظرية حل مسألة انتقال الحرارة بالحمل الحر خلال فجوة حلقية أفقية و للحالة بدون زعانف فقط ، إذ تم افتراض جريان المائع الناشيء عن قوى الطفو و نتيجة للفارق في درجة حرارة الاسطوانتين، هو جريان مستقر، طباقي ، ثنائي البعد و متناظر حول الخط المستقيم الشاقولي المار بالمركز. و نتيجة لاعتبارات التناظر فقط نصف واحد من نصفي الفجوة أخضع للدراسة. تم تمثيل معدلات نافير-ستوكس بالاضافة الى معادلة الطاقة بصيغة الدوامية- دالة الجريان و من ثم فُكت باستخدام طريقة الفروقات المحددة. و قد تم الحصول على نتائج مُثلت بمخططات دالة الجريان وخطوط تساوي درجة الحرارة، وتوزيع عدد نسلت الموضعي و المعدل خلال الفجوة ولأعداد رالي تتراوح بين 2^10 الى 5^10 و نسب قطر خارجي إلى قطر داخلي2.0, 2.6 , 3.0)) . بينت النتائج التأثير المهم للمتغيرات(رقم رالي و نسبة الاقطار)على عملية انتقال الحرارة خلال الفجوة و قد أظهرت النتائج المستحصلة عددياً توافقاً جيداً مع النتائج العملية.


Article
Analytical Study of Combined Convection Heat Transfer for Flow in a Horizontal Annulus

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper a numerical investigation is made to study the axially symmetric, laminar air flow in the entrance region of an annulus by solving the two dimensional governing equations of motion ( continuity, momentum & energy ) using implicit finite difference method and the Gauss elimination technique. A STAR CCM + program is used. The results obtained for velocity and temperature profile revealed that, the secondary flow created by natural convection have a significant effect on the heat transfer process. A comparison has been made for results which show a good agreement.


Article
EXPERIMENTALAND THEORETICAL STUDY OF NATURAL CONVECTION HEAT TRANSFER OFHEATED SQUARE CYLINDER PLACED INSIDE A COOLED CIRCULAR ENCLOSURE FILLED WITH AIR

Author: Laith Ayad Salman, and Abdul jabbarJwairShamikh
Journal: Iraqi journal of mechanical and material engineering المجلة العراقية للهندسة الميكانيكية وهندسة المواد ISSN: 20761819 Year: 2012 Volume: 12 Issue: 3 Pages: 564-581
Publisher: Babylon University جامعة بابل

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, an experimental and theoretical study of natural convection heat transfer in a closed ends annulus region formed by a heated square cylinder placedconcentrically in a larger isothermally cooled circular cylinder. Experiments arecarried out for Rayleigh number based on the equivalent annulus gap length rangesfrom 103 up to 106. Different aspect ratios, 0.2 up to 0.5, are considered. Thenumerical simulation for the problem is carried out by using commercial CFD code(FLUENT 6.3).The average Nusselt number from the experimental results iscompared with that obtained from the CFD code. The fluid flow and heat transfercharacteristics for different operating and geometric conditions are illustrated throughstream lines and isotherms contours that obtained from the CFD code. The resultsshowed thatas the aspect ratio increases the heat transfer rateand the average Nusseltnumber increase. Also the result showed that as Rayleigh number increases theaverage Nusselt number increases.


Article
Mixed Convective and Radiative Heat Transfer in a Horizontal Concentric and Eccentric Cylindrical Annuli

Authors: Manal Hadi Al-Hafidh --- Lina S. Safwat
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2012 Volume: 18 Issue: 5 Pages: 552-570
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

A numerical investigation has been performed to study the effect of eccentricity on unsteady state, laminar aiding mixed convection in a horizontal concentric and eccentric cylindrical annulus.The outer cylinder was kept at a constant temperature while the inner cylinder was heated with constant heat flux. The study involved numerical solution of transient momentum (Navier-Stokes) and energy equation using finite difference method (FDM), where the body fitted coordinate system (BFC) was used to generate the grid mesh for computational plane.The governing equations were transformed to the vorticity-stream function formula as for momentum equations and to the temperature and stream function for energy equation.A computer program(Fortran 90) was built to calculate the bulk Nusselt number (Nub) after reaching steady state condition for fluid Prandtl number fixed at 0.7 (air) with radius ratio ( =2.6), Rayleigh number (Ra=200), Reynolds number (Re=50) for both concentric and eccentric cylindrical annulus with different eccentricity ratios (ε=0, 0.25, 0.50, 0.75) and angular positions (φo=0o, 45o, 90o, 135o, 180o).The results show a reasonable representation to the relation between Nusselt number and (ε, φo). Generally, Nub decreased with the increase in (ε and φo). Also, results show that the best thermal performance for the inner cylinder was at the angular position(φo=0o) for eccentricity ratio (ε=0.25), while the maximum reduction in the rate of heat transfer for the inner cylinder was at the angular position (φo=180o) for eccentricity ratio (ε=0.75). Comparison of the result with the previous work shows a good agreement.

تم إجراء بحث عددي لدراسة تأثير اللامركزية لجريان مختلط مساعد غير مستقر يقع بين اسطوانتين أفقيتين متحدة وغير متحدة المركز، تم حفظ الاسطوانة الخارجية بدرجة حرارة ثابتة بينما سخنت الاسطوانة الداخلية بفيض حراري ثابت . بينت الدراسة النظرية حل عددي لمعادلات الزخم والطاقة لمسألة البحث باستخدام طريقة الفروقات المحددة وتم استخدام نظام الإحداثيات المطابقة للجسم (BFC) في توليد شبكة العقد بعد تحويل هذه المعادلات إلى صيغة دالة الانسياب-الدوامية .تم بناء برنامج ( فورتران 90 ) لحساب رقم نسلت (Nu) بعد الوصول إلى حالة الاستقرار لقيمة رقم برانتل ثابتة 0.7 (هواء) ولنسبة نصف قطر (=2.6 ) ولخواص جريان ممثلة برقم رينولد (Re=50) ورقم رالي (Ra=200) لحالتي الاسطوانتين المتحدة وغير متحدة المركز لنسب لامركزية(ε=0, 0.25, 0.50, 0.75) ولموقع زاوي للاسطوانة الداخلية ضمن التجويف (φo= 0o, 45o, 90o, 135o, 180o) أعطت النتائج تمثيلاً معقولا لمعدل رقم نسلت بواسطة رسم مخططات تمثل تأثيركل من (ε, φo) على قيمة Nu . وبصورة عامة وجد إن رقم نسلت يقل مع زيادة.(ε , φo) وبينت النتائج أيضا ان أفضل أداء حراري للاسطوانة الداخلية كان في الموقع الزاوي (φo=0o) ولنسبة لامركزية(ε=0.25) بينما كان أعظم انخفاض في معدل انتقال الحرارة للاسطوانة الداخلية في الموقع الزاوي (φo=180o) ولنسبة لامركزية (ε=0.75) . تم إجراء مقارنة مع البحوث السابقة وكانت جيدة.


Article
Laminar Free Convection In Horizontal Annulus Filled With Glass Beads And With Annular Fins On The Inner Cylinder
الحمل الحر الطباقي في محتوى حلقي افقي مملوء بكرات زجاجية بوجود زعانف متصلة بالأسطوانة الداخلية

Author: Manal Hadi saleh منال هادي صالح
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2013 Volume: 19 Issue: 8 Pages: 999-1018
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

An experimental and numerical study has been carried out to investigate the heat transfer by natural convection and radiation in a two dimensional annulus enclosure filled with porous media (glass beads) between two horizontal concentric cylinders. The outer cylinders are of (100, 82 and70mm) outside diameters and the inner cylinder of 27 mm outside diameter with (or without) annular fins attached to it. Under steady state condition; the inner cylinder surface is maintained at a high temperature by applying a uniform heat flux and the outer cylinder surface at a low temperature inside a freezer. The experiments were carried out for an annulus filled with glass beads at a range of modified Rayleigh number (4.9 ≤ Ra≤ 69), radiation parameter (0أجريت في هذا البحث دراسة عملية ونظرية لإنتقال الطاقة الحرارية بالحمل الحر والاشعاع في فجوة حلقية ثنائية الأبعاد مملؤة بوسط مسامي (كرات زجاجية) بين أسطوانتين افقيتين متحدتي المركز بوجود (أو عدم وجود) زعانف متصلة بالإسطوانة الداخلية تحت شروط حالة الإستقرار. حفظ سطح الأسطوانة الداخلية بدرجة حرارية ثابتة وعالية بتسليط فيض حراري منتظم وتم حفظ سطح الأسطوانة الخارجية بدرجة حرارية ثابتة وواطئة داخل حجرة التجميد في ثلاجة. أجريت التجارب العملية على فجوة حلقية مملؤة بوسط مسامي ( كرات زجاجية ) ولمدى عدد رالي المعدّل (4.9 ≤ Ra ≤ 69)) والاشعاع المنتقل (0

Listing 1 - 5 of 5
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (5)


Language

English (5)


Year
From To Submit

2013 (1)

2012 (2)

2011 (1)

2010 (1)