research centers


Search results: Found 6

Listing 1 - 6 of 6
Sort by

Article
Interaction Effects Of Hydrodynamically Fully Developed Primary Flow And Secondary Flow In The Thermal Entrance Region Of Annular Duct

Author: Akeel A. Mohammed
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2011 Volume: 17 Issue: 5 Pages: 1324-1334
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Experiments have been conducted to study the local and average heat transfer by mixed convection for hydrodynamically fully developed, thermally developing and fully developed laminar upward air flow in an inclined annulus with adiabatic inner cast iron tube and uniform heated outer aluminum tube with an aspect ratio ( = 0.72) and (L/Dh≈40) for both calming and test sections). A wide range of Reynolds number from 859 to 2024 has been covered, and heat flux has been varied from 159 W/m2 to 812 W/m2 (these values of heat flux and Reynolds number gave Richardson number range from 0.03 to 0.38), with angles of annulus inclination =0o (horizontal position), =60o (inclined position), and =90o (vertical position). The hydrodynamically fully developed condition has been achieved by using aluminum annulus (calming section) has the same dimensions as test section and has connected with it by Teflon piece. The average Nusselt numbers have been correlated with the product of (Richardson number and Reynolds number) and compared with available literature and showed satisfactory agreement. The temperature and local Nusselt number profiles results have revealed that the secondary flows created by natural convection have a significant effect on the heat transfer process.

أجريت تجارب لدراسة أنتقال الحرارة الموقعي والمعدل بواسطة الحمل المختلط لتمام التشكيل الهيدرودينامكي ولجريان الهواء الطباقي خلال مرحلة التشكيل الحراري وتمام التشكيل الحراري لتجويف حلقي بأنبوب داخلي حديدي المعدن معزول وأنبوب خارجي المنيومي المعدن مسخن تسخين منتظم بنسبة باعية 0.72 ونسبة ((L/Dh≈40 لكل من مقطعي الخمد والأختبار . أمتد رقم رينولدز من 859 الى 2024 ويتغير الفيض الحراري من 159 W/m2 الى 812W/m2( قيم الفيض الحراري ورقم رينولدز تعطي مدى لرقم ريجاردسن من 0.03 الى 38 .0) بزوايا ميل (وضع افقي =0o ) , (=60o وضع مائل), (=90o وضع عمودي) . تم الحصول على حالة تمام التشكيل الهيدروديناميكي بوضع مخمد في مدخل مقطع الأختبار الحلقي ذو أبعاد مماثلة لأبعاد مقطع الأختبار ويرتبط معه بواسطة قطعة تفلون. تم استنباط معادلة تجريبية لمعدل أرقام نسلت مع حاصل ضرب كل من رقم ريجاردسن ورقم رينولدز و قورنت بعمل سابق و أعطت قبول مرضي. بينت نتائج توزيع درجة الحرارة و رقم نسلت الموقعي , بأن الجريان الثانوي المتولد من قبل الحمل الحر يمتلك تأثير مهم على عملية أنتقال الحرارة.


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
Free Convection in an Inclined Concentric Annular Square Cavities Filled With Porous Medium and Heated By Non-Uniform
انتقال الحرارة بالحمل الحر في تجويف مائل بين فجوتين مربعتين متحدتين المراكز ممتلئ بوسط مسامي و مسخن بدرجة حرارة غير منتظمة

Author: Nabeel Mohammed Jasim نبيل محمد جاسم
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2010 Volume: 6 Issue: 3 Pages: 45-60
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

A numerical study of the two-dimensional steady free convection flow in an inclined annulus between two concentric square cavities filled with a porous medium is presented in this paper for the case when the side outer walls are kept with differentially heated temperature while the horizontal outer walls and the inner walls are insulated. The heated wall is assumed to have spatial sinusoidal temperature variation about a constant mean value. The Darcy model is used and the fluid is assumed to be a standard Boussinesq fluid. For the Cartesian coordinate system, the governing equations which were used in stream function form are discretized by using the finite difference method with successive under – relaxation method (SUR) and are solved by Gauss-Siedel iterative method. The upwind scheme was used for the transport terms in the energy conservation equation. The results are presented to demonstrate the streamlines, the isotherms, and the Nusselt number depending on the Rayleigh number ranging from (Ra =10 to 1000), dimension ratio from (Dr = 0.15 to 0.45), and the inclination angle from ( = 0o to 45o). Also the effects of the amplitude ( =0 to 1) and the wave number (f =0 to 5) of the heated side wall temperature variation on the free convection are investigated. The results show the effect of previous parameters (Ra, Dr, , , and f) on the flow fields and temperature profiles. It also show that the average Nusselt number is a strong function of the Rayleigh number, inclination angle, dimension ratio, and temperature variation. The peak value of the average Nusselt number based on the hot wall temperature is observed to occur at dimension ratio of (0.15), inclination angle of (40.1°), amplitude and wave number (1 & 0.75) for Rayleigh number of (1000).

نعرض في هذا البحث دراسة عددية لتدفق الحمل الحر المستقر في بعدين داخل تجويف مائل بين فجوتين مربعتين متحدتين المراكز ممتلئ بوسط مسامي حيث تكون الجدران الخارجية الجانبية مسخنة بدرجة حرارة مختلفة بينما تكون جميع الجدران الأخرى معزولة. الجدار المسخن له درجة حرارة تتغير وفقا لدالة جيبيه حول قيمة متوسط درجة الحرارة. تم الاعتماد على موديل دارسي في التمثيل الرياضي لانتقال الحرارة في الوسط المسامي وقد افترض إن المائع هو مائع بوسين المعياري. الحل العددي للمعادلات أنجز بواسطة حل معادلات كل من دالة الجريان و الطاقة باستخدام طريقة الفر وقات المحددة و تطبيق طريقة (كاوس – سيدل) مع استخدام طريقة تحت التراخي. تم تمثيل النتائج العددية بدلالة خطوط الانسياب و درجات الحرارة بالاعتماد على قيم مختلفة لعدد رايلي (من 10 إلى 1000) , نسبة البعد (من 0.15 إلى 0.45), و زاوية الميل (من o0 إلى o45). كما تم دراسة تأثير كل من سعة الموجة (من 0 إلى 1) و عدد الموجات (من 0 إلى 5) لدرجة الحرارة المتغيرة للجدار الجانبي الخارجي المسخن على انتقال الحرارة. النتائج بينت تأثير المعاملات السابقة, and f) ,φ (Ra, Dr, على خطوط الجريان و درجة الحرارة. كما بينت النتائج إن عدد نسلت هو دالة قوية من عدد رايلي , زاوية الميل, نسبة البعد, و التغير في درجة الحرارة. وتتمركز القيمة القصوى لمعدل عدد نسلت عندما تكون قيمة نسبة البعد مساوية إلى (0.15), و زاوية الميل (40.1o) و عندما تكون سعة و عدد الموجات مساوية إلى (1 و 0.75) لقيمة عدد رايلي (1000).


Article
Experimental Study of Mixed Convection Heat Transfer for a Thermally Developing Air Flow in an Inclined Annulus

Authors: Ahmed J.Shkarah --- Yasin K.Salman
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2005 Volume: 11 Issue: 4 Pages: 683-699
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The investigation-included experiments were conducted to investigate the local and average mixed convection heat transfer coefficient for thermally developing and fully developed hydrodynamically laminar airflow in an inclined annulus. The experimental setup, using an aluminum annulus having a radius ratio of (0.41) and the inner tube with a heated length of (0.85m) with constant wall heat flux boundary conditions. The investigation covered Reynolds number range from (332 to 1128) and heat flux varied from (82w/m2 to 545w/m2). The air is developed hydrodynamically by using the entrance section annulus (calming section) having the same inner and outer diameter as a test section but with variable lengths. The entrance sections included a long calming section with a length of 90 cm (L/Dh =20.93) and short calming section with lengths of 60 cm (L/Dh =13.95). The results obtained represent the temperature distribution along the inner tube surface, the local and average Nusselt number distributions with the dimensionless axial distance (Z+). For all annulus orientations and all entrance sections, the results show an increase in the Nusselt number values as the heat flux increases and as the angle of the inclination moves from the vertical to the horizontal position. A comparison was made between the experimental results and the available previous work of Mataira, D. and Subba Raju, K. (1975), for the local Nusselt number distribution with the dimensionless axial distance (Z+). The results obtained showed a good agreement and has the same trend that obtained in the previous work.

يتضمن هذا البحث إجراء تجارب عملية لبحث معامل انتقال الحرارة الموقعي والمعدل بواسطة الحمل المختلط لجريان المواء الطباقي المتطور حرارياً وتام التطور هيدروداينميكياً في أنبوب حلقي مائل. يتكون الجهاز العملي من أنبوب حلقي مائل نسبة القطر له (0.41) و أنبوب داخلي مسخن و بطول (m0.85) تحت الشرط الحدي بثبوت الفيض الحراري. يتراوح رقم رينولدز في هذا البحث من 332 إلى 1128، وكذلك يتغير الفيض الحراري من (82w/m2 إلى 545w/m2). يكون الهواء تام التطور باستعمال أنابيب مدخل حلقية (أنابيب تهدئة) لها نفس قطر الأنبوب الداخلي والخارجى لجزء الاختبار ولكن بأطوال مختلفة. تتضمن أنابيب المدخل أنبوب طويل بطول (20cm) (L/Dh=20.93) وكذلك أنبوب مدخل قصير بطول (60cm) (L/Dh=13.95). النتائج المستخرجة وضحت توزيع درجة الحرارة على سطح الأنبوب الداخلي، وكذلك تون يع رقم نسلت الموقعي والمعدل مع المسافة المحورية اللابعدية (Z+). لكل زوايا ميل الأنبوب الحلقي و لكل أنبوبي المدخل المستخدمين، بينت النتائج إن قيم رقم نسلت تزداد كلما ازداد الفيض الحراري وكذلك يزداد رقم نسلت كلما زاوية ميل الأنبوب الحلقي تتغير من الموقع العمودي إلى الموقع الأفقي. أجريت مقارنة بين الدراسة العملية والعمل السابق للأدبيات المتوفرة لعمل Mataira, D. and Subba Raju, K. (1975)، لتوزيع رقم نسلت الموقعي مع المسافة المحورية اللابعدية (Z+) حيث أظهرت النتائج موافقة جيدة وتم الحصول على نفس الشكل الذي حصل عليه الباحث.


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.


Article
Laminar Free Convection in Three Dimensional Inclined Porous Annulus with Fins on the Inner Cylinder

Authors: Manal H. AL-Hafidh منال هادي --- Saad M. AL-Mashaat
Journal: Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering المجلة العراقية للهندسة الكيمياوية وهندسة النفط ISSN: 19974884/E26180707 Year: 2011 Volume: 12 Issue: 4 Pages: 5-20
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

An experimental and numerical study was 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 and for annulus inclination angle of (δ = 0˚, 30˚, 60˚ and 90˚). The numerical study was to give the governing equation under assumptions that used Darcy law and Boussinesq’s approximation and then it was solved numerically using finite difference approximation. It was found that the average Nusselt number depends on (Ra*, Hf, δ and Rr ). The results showed that the increasing of the fin length increases the heat transfer rate for any fin 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 comparison was made between the results of the present work and those of other researches for the case without fins and excellent agreement was obtained.

أجريت في هذا البحث 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, 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. قورنت النتائج للبحث الحالي مع نتائج بحوث أخرى في حالة عدم وجود زعانف وأعطت توافق جيد.

Listing 1 - 6 of 6
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (6)


Language

English (4)

Arabic and English (2)


Year
From To Submit

2012 (1)

2011 (3)

2010 (1)

2005 (1)