research centers


Search results: Found 3

Listing 1 - 3 of 3
Sort by

Article
Numerical Investigation of Laminar Mixed Convection in Trombe Wall Channel

Authors: Yasser A. Abd --- Saad M. Saleh
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2011 Volume: 17 Issue: 4 Pages: 714-728
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The two dimensional steady, combined forced and natural convection in vertical channel is investigated for laminar regime. To simulate the Trombe wall channel geometry properly, horizontal inlet and exit segments have been added to the vertical channel. The vertical walls of the channel are maintained at constant but different temperature while horizontal walls are insulated. A finite difference method using up-wind differencing for the nonlinear convective terms, and central differencing for the second order derivatives, is employed to solve the governing differential equations for the mass, momentum, and energy balances. The solution is obtained for stream function, vorticity and temperature as dependent variables by iterative technique known as successive substitution with overrelaxation. The flow and temperature patterns in the channel are obtained for Reynolds numbers and Grashof number ranging from 25 to 100 and (100 to 1,000,00,) respectively. A computer program ( Fortran 90 ) is built to calculate the fraction factor and the total average Nusselt number (Nu) also the average heat transfer Q in steady state and for Aspect ratio Ar (10) and Grashof number GR (10^2 - 10^5 ), the fluid Prandtl number is fixed at (Pr=0.733) and Reynolds number Re (25-100).The results show reasonable representation to the relation between Nusselt number and friction factor with other parameters (Ar, GR and Re). Nu is increased with increasing Re and GR but it decreases with Ar increase and (Q) is increased with increasing Re ,GR and Ar. At the same time, the product friction factor(fRe) increased with (GR) and (Ar)increased and (Re )decrease.Comparison of the result with the previous work shows a good agreement.

دراسة الحمل الحراري ثنائي الأبعاد المنتظم والمختلط القسري والطبيعي في قناة عمودية بالنسبة للنظام الطباقي. ومن اجل دراسة هندسة قناة تروب الجدارية بصورة صحيحة, تمت اضافة قطع إدخال وإخراج أفقية الى القناة العمودية. وتم حفظ الجدران العمودية بدرجات حرارية ثابتة ولكن مختلفة بينما تم عزل الجدران الأفقية. وقد استخدم طريقة الفروق المحددة بأستخدام طريقة الفرق ((up-wind للحدود الحمل الحرارية اللاخطية وطريقة الفرق المركزي للمشتقات من الدرجة الثانية من اجل حل المعادلات التفاضلية الحاكمة والموزونة هي الكتلة والزخم والطاقة. والحصول على حل لدالة الأنسياب والدوامية ودرجة الحرارة كمتغيرات معتمدة بواسطة التقنية التكرارية كبديل تتابعي ذي ارتخاء زائد. وقد تم الحصول على نماذج جريان ودرجة الحرارة في القناة لأرقام رينولدز وكراشوف التي تتراوح مابين 25 الى 100 و 100 الى 1000000 على التوالي. تم بناء برنامج حاسوبي من نوع) فورتران 90( لحساب معامل الاحتكاك fRe و رقم نسلت Nu , ومعدل انتقال الحرارة ََQ في الحالة المستقرة وكذلك للنسبة الباعية (10) ورقم كراشوف (100-100000) ورقم براندتل تم تثبيته على (733,. ) ورقم رينولدز (25-100).وأظهرت النتائج تميثيلا" للعلاقة مابين معدل رقم نسلت ومعدل الحرارة ومعامل الاحتكاك مع بقية المعاملات بواسطة رسم مخططات تمثل تأثير كل من ( (Re, GR ,Arعلى قيمةNu Q , و fRe . وبصورة عامة, فأن رقم نسلت سوف يزداد مع زيادة كلا" من Re و GR ولكنه يقل بزيادة Ar أما معدل الحرارة يزداد بزيادة Re , GR و Ar وفي نفس الوقت, فأن معامل الاحتكاك سوف يزداد مع زيادة (GR, Ar) وانخفاض Re.


Article
Developing Compressible Turbulent Flow and Heat Transfer in Circular Tube with Uniform Injection or Suction

Authors: Adil A. Mohammed --- Ayad M. Salman --- Ihsan Y.Hussain
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2007 Volume: 13 Issue: 3 Pages: 1602-1621
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

In the present work , a numerical study has been made for the developing compressible turbulent flow and heat transfer in circular tube with uniform injection or suction. The study included the numerical solution of the continuity, momentum and energy equations together with the two equations of the (k-ε) turbulence model, by using the Finite Difference Method (FDM). The air was used as the working fluid, and the circular passage was composed of tube with diameter (20.0) cm , and the length was 130 (hydraulic diameter) .The Reynolds number of the flow was (Re=1.78x106), and the Mach number (M=0.44) the ratio of the transverse velocity at the wall (vw) to the axial velocity at inlet (Uin), Ω=(vw/Uin), for suction equal(0.001) and for injection (-0.001).. The wall of the tube was heated with constant wall temperature (Tw) and in other case with constant heat flux (Qw) as a thermal boundary condition. The development of both hydrodynamic and thermal boundary layers occurs simultaneously. The computational algorithm is capable of calculating the hydrodynamic parameters such as the velocities , friction factor , turbulence structure which includes the Reynolds stress and the turbulent kinetic energy and eddy viscosity. Besides, the thermal parameters are also predicted, such as the temperature, Nusselt number, and the turbulent heat fluxes.The Results showed that the hydrodynamic and thermal entrance length is increased with the increasing of Reynolds number. The suction caused a flatten for the velocity profile and thus decreasing the hydrodynamic entrance length, and caused an increase in the Nusselt number and decreasing the local coefficient of friction, but injection caused a steeping of the velocity profile , and thus increasing the entrance hydrodynamic length and caused a decrease in the Nusselt number and increase the local coefficient of friction. Turbulent kinetic energy and turbulent heat flux are decreased with suction and increased with injection .Predictions have been obtained which are in good agreement with results obtained by past experimental and theoretical work

يتضمن البحث الحالي دراسة نظرية عددية للجريان المضطرب الأنضغاطي غير تام التطور مع انتقال الحرارة خلال مجرى أنبوبي مع حالة حقن أو سحب باستخدام طريقة الحل العددي لمعادلات الاستمرارية والزخم والطاقة مع معادلتي نموذج الاضطراب(k-ε) باستخدام طريقة الفروق المحددة (FDM) ، الحسابات العددية منفذة باستخدام الهواء كمائع عمل يمر خلال مجرى أنبوبي قطره 20)) سم وطوله يساوي (130) قطر هايدروليكي، رقم رينولد للهواء يساوي (1.78x106) وبرقم ماخ يساوي (M=0.44)، تم تسخين جدار الأسطوانة باستخدام شرط درجة حرارة الجدار ثابتة مرة وأخرى باستخدام شرط فيض حراري ثابت كذلك استخدم مرور الهواء عبر الجدار(vw) باتجاهين كشرطين حديين وبنسبة=(vw/Uin), الأول في حالة خروج الهواء من الأنبوب ( امتصاص ) وكانت النسبة(0.001) والأخرى دخول الهواء إلى الأنبوب ( حقن ) وكانت النسبة(-0.001) . تحدث عملية التطور الهيدروديناميكي والحراري آنيا" . أمكانية الحل العددي تتضمن حساب الصفات الهيدروديناميكية مثل مركبات منحنيات السرعة ومعامل الاحتكاك ، هيكل الاضطراب مثل منحنيات إجهاد رينولدز والطاقة الحركية المضطربة واللزوجة الدوامية ، كذلك تم حساب الصفات الحرارية مثل توزيع درجات ورقم نسلت والفيض الحراري المضطرب لمنطقة الحساب . بينت النتائج زيادة طول الدخول الهيدروديناميكي والحراري بزيادة رقم رينولدز ، كما بينت أن حالة الامتصاص تسبب استواء منحنى السرعة وقصر طول الدخول الهيدروديناميكي وزيادة رقم نسلت كما يسبب نقصان معامل الاحتكاك الموضعي والعكس فأن الحقن يؤدي إلى تحدب منحنى السرعة وزيادة طول الدخول الهيدروديناميكي وانخفاض رقم نسلت مع نقصان في قيمة معامل الاحتكاك الموضعي . الطاقة الحركية المضطربة والفيض الحراري المضطرب يقلان خلال عملية الامتصاص بينما يزيدان خلال عملية الحقن. لتأكيد النتائج العددية فقد تم مقارنتها مع نتائج البحوث السابقة وكان التوافق بين النتائج جيداً ويؤكد موثوقية الخطوات العددية المقترحة في حسابات الجريان المضطرب وانتقال الحرارة خلال المجرى الأنبوبي .


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.

Listing 1 - 3 of 3
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (3)


Language

English (3)


Year
From To Submit

2012 (1)

2011 (1)

2007 (1)