research centers


Search results: Found 3

Listing 1 - 3 of 3
Sort by

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
PARAMETRIC STUDY OF NATURAL CONVECTIVE AND RADIATIVE HEAT TRANSFER IN INCLINED CYLINDRICAL ANNULI

Authors: Lina S. Safwat --- Manal Hadi Al-Hafidh منال هادي
Journal: Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering المجلة العراقية للهندسة الكيمياوية وهندسة النفط ISSN: 19974884/E26180707 Year: 2011 Volume: 12 Issue: 1 Pages: 23-42
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The unsteady state laminar mixed convection and radiation through inclined cylindrical annulus is investigated numerically. The two heat transfer mechanisms of convection and radiation are treated independently and simultaneously. 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 the governing equations which are continuity, momentum and energy equations using finite difference method (FDM), where the body fitted coordinate system (BFC) was used to generate the grid mesh for computational plane. 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 (Pr =0.7) (for air) with radius ratio ( =1.5, 2.6, 5.0), Rayleigh number (0≤Ra≤103),Reynolds number (50≤Re≤2000), dimensionless heat generation (0≤Q≤10), Conduction-Radiation parameter (0≤N≤10), optical thickness (0 ≤ ≤ 10) and different annulus inclination with horizontal plane (0°≤δ≤90°). For the range of parameters considered, results show that radiation enhance heat transfer. It is also indicated in the results that Nu increase with the increasing of inclination angle δ, Ra, Re, and Q. The correlation equations are concluded to describe the radiation effect.Comparison of the result with the previous work shows a good agreement.

تمت الدراسة العددية لأنتقال الطاقة الحرارة بالحمل المختلط-المشع لجريان غير مستقر خلال مجرى حلقي مائل. تم التعامل بميكانيكية إنتقال الطاقة الحرارية بالحمل والإشعاع بشكل منفصل وبالتعاقب. سطح الأسطوانة الخارجية بدرجة حرارة ثابتة والأسطوانة الداخلية سخنت بفيض حراري ثابت. الدراسة تضمنت الحل العددي للمعادلات الحاكمة (اﻹستمرارية، الزخم ومعادلة الطاقة) بإستخدام طريقة الفروق المحددة ﻹجراء جميع الحسابات باستخدام نظام مطابقة اﻹحداثيات لبناء شبكة النظام. تم بناء برنامج فورتران ٩٠ لحساب معدل رقم نسلت(Nub) بعد الوصول إلى الحالة المستقرة لرقم براندتل ثابت (للهواء) (Pr =0.7)ولنسبة أقطار (=1.5, 2.6, 5.0 ) ورقم رايلي (0≤Ra≤103) ورقم رينولد (50≤Re≤2000) وتولد حراري لابعدي (0 ≤ Q ≤ 10) وبارامتر التوصيل- الإشعاع (0 ≤ N ≤ 10) والسمك البصري (0 ≤ ≤ 10) ولزوايا ميل مختلفة مع المستوى الأفقي للمحتوى الحلقي لأسطوانتين متمركزتين. للمديات السابقة. النتائج بينت زيادة الطاقة الحرارية بتأثير الإشعاع وأن رقم نسلت Nu يزداد بزيادة زاوية الميل δ و Q, Ra, Re, . تم التوصل الى معادلات لمعرفة تاثير الاشعاع على عملية انتقال الحلرارة. المقارنة مع البحوث السابقة أعطت نتائج متوافقة.


Article
Parametric Study of Laminar Free Convection in Inclined Porous Annulus with Fins on the Inner Cylinder
دراسة إستدلالية للحمل الحر الطباقي في فجوة حلقية مملؤة بوسط مسامي مع زعانف على الأسطوانة الداخلية

Authors: Manal Hadi Al-Hafidh --- Saad M. AL-Mashaat
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2012 Volume: 18 Issue: 5 Pages: 661-681
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 a three dimensional annulus enclosure filled with porous media (silica sand) between two inclined concentric cylinders with (and without) annular fins attached to the inner cylinder under steady state condition; The experiments were carried out for a range of modified Rayleigh number (0.2 ≤Ra*≤ 11) and extended to Ra*=500 for numerical study, annulus inclination angle of (δ = 0˚, 30˚, 60˚ and 90˚). The numerical study was to write the governing equation under an assumptions used Darcy law and Boussinesq’s approximation and then solved numerically using finite difference approximation. It was found that the average Nusselt number depends on (Ra*, Hf, δ and Rr ) and the maximum value of the local Nusselt number for vertical cylinder is about two times as large as that of the horizontal case. The results showed that, increasing of fin length increases the heat transfer rate for any fins pitch unless the area of the inner cylinder exceeds that of the outer one, then the heat will be stored in the porous media.A correlation for Nu in terms of Ra, Rr and δ, has been developed for inner cylinder. A comparison was made between the results of the present work and with other researches for the case without fins and excellent agreement was obtained and reveals deviation less than 5 % for average Nusselt number.

أجريت في هذاالبحث دراسة عملية ونظرية لإنتقال الطاقة الحرارية بالحمل الحر في فجوة حلقية ثلاثية الأبعاد مملؤة بوسط مسامي(رمل) بين أسطوانتين مائلتين متحدتي المركز بوجود (وعدم وجود) زعانف متصلة بالإسطوانة الداخلية تحت شروط حالة الإستقرار. أجريت التجارب العملية لمدى عدد رالي المعدّل (0.2≤Ra*≤11) ولمدى Ra*=500 في الجزء النظري ولزاوية ميل (δ = 0˚, 30˚, 60˚ and 90˚). تم كتابة المعادلات الحاكمة في الدراسة النظرية تحت فرضيات قانون دارسي وتقریب بوسنسك وتحويلها الى معادلة بدلالة الجهد المتجه والتي بدورھا حلت عدديا باستخدام طریقة الفروق المحددة. تتضمن إمكانية الحل العددي حساب الجهد المتجه ودرجة الحرارة وعدد نسلت الموقعي والمتوسط. بينت النتائج أن عدد نسلت المتوسط يعتمد على عدد رالي المعدّل وطول الزعنفة وزاوية ميل الأسطوانة ونسبة الأقطار, وأن أقصى عدد نسلت الموقعي للأسطوانة العمودبة حوالي الضعف لتلك في حالة الأسطوانة الأفقية.بينت النتائج أن زيادة طول الزعنفة لأي خطوة زعنفة يسبب زيادة في أنتقال الطاقة الحرارية إلا في حالة زيادة المساحة السطحية للأسطوانة الداخلية على تلك التي للأسطوانة الخارجية فإن ذلك يتسبب في خزن الطاقة الحرارية في الوسط المسامي. مثلت النتائج العملية والنظرية بمعادلات تجريبية للأسطوانة الداخلية تربط عدد نسلت الموقعي بعدد رالي المعدّل ونسبة الأقطاروزاوية الميل. قورنت النتائج للبحث الحالي مع نتائج بحوث أخرى في حالة عدم وجود زعانف وأعطت توافق جيد بنسبة إنحراف 5% لعدد نسلت المتوسط.

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

2012 (2)

2011 (1)