research centers


Search results: Found 3

Listing 1 - 3 of 3
Sort by

Article
Numerical Estimation Of Mixed Convection Heat Transfer Of Nannofluids Flowing In Horizontal And An Inclined Concentric Annuli
التخمين العددي لانتقال الحرارة بالحمل المختلط للموائع النانوية الجارية في الأنابيب الحلقية الأفقية والمائلة

Author: Khalid Faisal Sultan خالد فيصل سلطان
Journal: Journal of Engineering and Sustainable Development مجلة الهندسة والتنمية المستدامة ISSN: 25200917 Year: 2013 Volume: 17 Issue: 6 Pages: 44-66
Publisher: Al-Mustansyriah University الجامعة المستنصرية

Loading...
Loading...
Abstract

A theoretical study has been conducted on a fully developed laminar flow of a nanofluid under the action of mixed convection heat transfer. The nanofluid flows in a horizontal and inclined annuli. The outer cylinder of the annulus is kept adiabatic while the inner cylinder are studied in two cases: Constant Wall Temperature (CWT) and Uniform Heat Flux (UHF). The energy equation was first solved using Alternating Direction Implicit (ADI) method. Then, the momentum and continuity equations were combined to obtain a pressure correction formula. The numerical procedure was implemented an computer via Fortran power station software. The numerical results for the two boundary conditions considered are given in terms of stream function contours and isotherms for values of Rayleigh number Ra of 103,105 and106 and volume fractions Φ of 0.5%, 2% and 4%. The effects of nanofluid type and particle size considered in this study. Results showed that the secondary flow created by the natural convection has a significant effect on the heat transfer process. The Nusselt number estimated was higher in the UHF case than that of the CWT case for the same values of Reynolds number (Re), Rayleigh number and volume fraction. Nan particles concentration did not reveal serious effect on the secondary flow, axial flow profile and the average skin friction coefficient. While increasing volume fraction and Rayleigh number significantly increase Nusselt number.

دراسة نظرية أجريت على الجريان الطباقي المتكامل النمو للمائع النانوي تحت تأثير انتقال الحرارة بالحمل المختلط . وجريان المائع النانوي يكون من خلال أنابيب حلقيه أفقيه ومائلة. الأسطوانة الداخلية تدرس في حالتين ثبوت درجة حرارة الجدار وفيض حراري منتظم بينما الأسطوانة الخارجية تكون معزولة لكلا الحالتين. تم حل معادلة الطاقة اولا باستخدام طريقة الاتجاه الضمني المُتَنَاوِب (ADI) ومن ثم تم ربط معادلات الزخم بمعادلة الاستمرارية لتكوين معادلة تصحيح الضغط. البرنامج الحاسوبي المستخدم في هذه الدراسة كتب بلغة فورتران الإصدار الرابع والنتائج العددية لكلا الشرطين مثلت بمخططات دالة الجريان ودرجة الحرارة ولقيم عدد رالي (Ra=103,105,106) ونسب حجوم(Φ = 0.5%, 2% and 4%) . تأثير نوع المائع النانوي وحجم الجزئية النانوية وزاوية ميلان الانبوب الحلقي أخذت بالاعتبار في هذه الدراسة أيضا . نتائج الحل العددي أظهرت أن الجريان الثانوي الناتج عن الحمل الحر له تأثير هام على عملية انتقال الحرارة كما إن عدد نسلت مع حالة الفيض الحراري المنتظم ) (UHF يكون اكبر من حالة ثبوت درجة الحرارة (CWT) لنفس قِيَمِ عددِ رينولدز ، عدد رالي, ونسب الحجمَ . تركيز الجزئيات النانوية لا يظهر تأثير هام على الجريان الثانوي ,الجريان المحوري الجانبي ومعدل معامل الاحتكاك السطحي بينما زيادة نسب الحجوم وعدد رالي تودي إلى زيادة هام في عدد نسلت.


Article
Study the Effect of Two Base Fluids Distilled Water and Ethylene glycol on the Physical Properties of Nanofluids Containing Cu, Al and Zr2O3 Nanoparticles
دراسة تأثير تغير مائع الاساس(ماء نقي و اثيلين كلايكول) على الخواص الفيزيائية للموائع النانوية التي تحتوي على جزئيات النحاس, الالمنيوم و اوكسيد الزركونيوم

Author: Khalid Faisal Sultan خالد فيصل سلطان
Journal: Al-Qadisiyah Journal for Engineering Sciences مجلة القادسية للعلوم الهندسية ISSN: 19984456 Year: 2014 Volume: 7 Issue: 1 Pages: 27-40
Publisher: Al-Qadisiyah University جامعة القادسية

Loading...
Loading...
Abstract

ABSTRACT In this investigation the thermal properties of nanofluids and three types of nanoparticles which are ((Cu 25 nm)+ E G), (Al(30nm)) + E G) and (Zr2O3 (50nm) + EG) was studied using two types of base fluids (ethylene glycol and distilled water). Ethylene Glycol was proven to be better than distilled water – based fluid in the nanofluids for having two properties which are thermal conductivity and specific heat, while distilled water was better than ethylene glycol for having two properties which are density and viscosity. The rates of increase in thermal conductivity in this research are 45%, 22 % and 7.25 % to each of the Cu/ DW, Al / DW and Zr2O3 / DW respectively, while these percentages are 30 %, 17 %, 4.5 % and to all of the Cu / EG, Al/EG and Zr2O3 / EG respectively at 2.5% vol a concentration and that the cause of this increase for Cu / EG is that the small size of the particles Cu (25nm), while the viscosity of Zr2O3 / EG is larger than Cu / EG and Al/ EG due to the large size of the particles Zr2O3 (50nm). The specific heat capacity of nanofluid made by ethylene glycol and Cu (25nm), Al (30nm) and Zr2O3 (50nm) nanoparticle inclusions measured at room temperature were compared with two kinds of models for determination of the specific heat capacity of nanofluid. The result indicates that the specific heat capacity of Cu (25nm), Al (30nm), Zr2O3 (50nm) nanofluid decreases gradually with increasing volume concentration of nanoparticles. It can be found that there is almost linear relation between shear stress and shear rate for all concentrations of nanofluids which confirm a Newtonian behavior for Cu / EG, Al/EG and Zr2O3/ EG in volume fraction 0.25 and 2.5 % vol as well as Cu / DW, Al/ DW and Zr2O3/ DW.

تم التحقق في هذا البحث من الخواص الحرارية للموائع الفائقة الدقة والى ثلاثة أنواع من الجزئيات الفائقة الدقة وهي Zr2O3 (50nm) +EG) , (AL (30nm) + EG) , (Cu (25nm) + EG) وباستخدام نوعين من مائع الأساس هما اثيلين الكلايكول وماء نقي وبيان أيهما أفضل في الموائع الفائقة الدقة حيث ثبت أن أثيلين الكلايكول يكون أفضل من الماء النقي كمائع أساس في الموائع الفاقة الدقة وللخاصيتين هما الكثافة, واللزوجة . بينما يكون الماء النقي أفضل كمائع أساس من أثيلين الكلايكول وللخاصيتين هما الموصلية الحرارية والحراة النوعية. أن نسب الزيادة في الموصلية الحرارية في هذا البحث هي 45%, 22%, 7.25% والى كل من Al/DW , Cu /DW Zr2O3 / DW بينما كانت هذه النسب 30 %, 17 %, 4.5% والى كل من Zr2O3 /EG, Al/EG, Cu /EG وعند تركيز 2.5vol%وان سبب هذه الزيادة بالنسبة إلى Cu /EG هو أن حجم جزئيات Cu (25nm) الصغيرة في حين كانت اللزوجة Zr2O3 /EGهي الأكبر من لزوجة Cu/EG, AL /EG بسب حجم جزئيات Zr2O3 (50nm)الكبيرة. كما بينت النتائج ان الحرارة النوعية إلى الموائع الفائقة الدقة, (Zr2O3/EG, Al/EG, Cu /EG) تتناقص تدريجيا مع زيادة تركيز الجزيئات كذلك الحال الى (Zr2O3/DW, Al/DW, Cu /DW)وبينت الدراسة أيضا أن الموائع الفائقة الدقة هي موائع نيوتينية من خلال العلاقة الخطية بين أجهاد القص ومعدل القص.


Article
Augmentation of Heat Transfer Through Heat Exchanger With and Without Fins by Using Nano fluids
تحسين انتقال الحرارةِ خلال مبادل حراري مع وبدون زعانف باستعمال المواد النانوية

Author: Khalid Faisal Sultan خالد فيصل سلطان
Journal: Journal of Engineering and Sustainable Development مجلة الهندسة والتنمية المستدامة ISSN: 25200917 Year: 2015 Volume: 19 Issue: 4 Pages: 15-36
Publisher: Al-Mustansyriah University الجامعة المستنصرية

Loading...
Loading...
Abstract

This study was carried out to study the effect of silver and oxide zirconium – oil nanofluids on enhancement heat transfer in a heat exchanger with and without fins by changing flow direction. This study was done by changing the parallel flow configuration into counter flow configuration under laminar flow regime. The properties of nanofluids (density, viscosity, thermal conductivity and specific heat) are practically measured. The two types of nanofluids at 1%, 2%, 3%, 4% and 5% particle volume concentration were prepared by two step method. The nanofluid was applied in a heat exchanger with and without fins to enhance heat transfer. The measured results show that silver with oil nanofluid gives maximum heat transfer enhancement compared with oxide zirconium nanofluid used. The presence of Ag and ZrO2 nanoparticles attributes to the generation of strong nanoconvection current and better mixing. The effect of different parameters such as flow Reynolds number, nanofluid temperature, concentration and type of nanoparticle on heat transfer coefficient and pressure drop of the flow are studied. The obtained results show an increase in heat transfer coefficient to (Ag + oil) and (ZrO2 + oil) for heat exchanger with fins 38.5 % ,25.33% while without fins 22.41% and 16.25% respectively at concentration of 5%vol compared with base fluid (oil). The heat transfer coefficient and pressure drop is increased by using nanofluids (Ag + oil, ZrO2 + oil) instead of the base fluid (oil). The shear stress of nanofluids increases with an increase in concentration of nanoparticles for both parallel flow and counter flow. No much impact of changing flow direction on overall heat transfer coefficient .The precent work decided that the nanofluids behaviors are close to the typical Newtonian fluids through the relationship between viscosity and shear rate for ranging from (1% vol – 5% vol ). This article indicated that the thermal performance from nanofluids that contain metal nanoparticles show more enhancements compared to oxide nanofluids due to higher thermal conductivity for the silver. Moreover to performance index are used to present the corresponding flow and heat transfer technique.

تقدّمُ هذه المقالةِ دراسةَ تجريبيةَ عن تأثير الموائع الفائقة الدقة مثل (الفضة مع الزيت, وأوكسيد الزركونيوم مع الزيت) على تحسينِ نقلِ الحرارةِ والجريان في مبادل حراري بدون ومع وجود زعانف وبتغير اتجاه الجريان. هذه الدراسة تمت بتغير اتجاه الجريان من جريان متوازي الى جريان متعاكس تحت شرط جريان طباقي . كما وتم قياس الخواص الحرارية للموائع النانوية ( الكثافة ,الموصلية الحرارية ,الحرارة النوعية, اللزوجة) عملياً. أثنان مِنْ أنواعِ الجزئيات النانوية استعملت في هذه الدراسة وهي الفضة (Ag (40nm)) وأكسيد الزركونيوم(ZrO2 (60nm)) بالإضافة إلى مائع الأساس (زيت) وبتراكيز تَتراوحُ مِنْ (1 – 5 % ) وقد تم تحضير هذه الموائع بطريقة الخطوتين. المائع النانوي يمكن ان يطبق في مبادل حراري مع وجود او عدم وجود الزعانف في تحسين انتقال الحرارة. النتائج بينت ان استخدام المائع النانوي من الفضة والزيت يعطي اقصى تحسين من اوكسيد الزركونيوم والزيت. ان وجود هذه الجزئيات النانوية مثل الفضة واوكسيد الزركونيوم يؤدي الى توليد تيارات حمل نانوية وبالتالي يحصل خلط جيد. أنّ تأثيرَ العوامل المختلفةِ مثل عدد رينولدز للجريان , درجة حرارة المائع النانوية ونوع وتركيز الجزئيات النانوية على معاملِ اتنقالِ الحرارةِ وهبوطِ ضغطِ الجريان قد تم دراسته. كما بينت الدراسة نسب التحسين في معامل نقل الحرارة باستخدام الفضة والزيت ,واوكسيد الزركونيوم والزيت في مبادل حراري مع وجود او عدم وجود الزعانف,38.5 % , 22.41%, 25.33% 16.25% على الترتيب وعند تركيز 5% vol بمقارنة مع الزيت كما بينت الدراسة ان معامل انتقال الحرارة وانحدار الضغط يزداد عند استخدام المائع النانوي بدل من الزيت. كما اوضحت الدراسة ان اجهاد القص للمائع النانوي يزداد مع زيادة التركيز للجريان المتوازي والمتعاكس وقد بينت النتائج انه لا تأثير كبير على تغير اتجاه الجريان على معامل انتقال الحرارة الكلي . هذه المقالة اقرت ان الموائع النانوية هي موائع نيوتينية من خلال علاقة اللزوجة واجهاد القص والى مدى (1 – 5 % ) بالاضافة الى انها بينت ان الاداء الحراري للموائع النانوية التي تحتوي جزئيات نانوية معدنية اكثر تحسين بالمقارنة مع جزئيات نانوية تحتوي أوكسيد الزركونيوم بسب الموصلية الحرارية العالية للفضة. علاوة على ذلك تم استخدام عامل الاداء لتقيم التدفق وانتقال الحرارة.

Listing 1 - 3 of 3
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (3)


Language

English (2)

Arabic and English (1)


Year
From To Submit

2015 (1)

2014 (1)

2013 (1)