research centers


Search results: Found 4

Listing 1 - 4 of 4
Sort by

Article
Prediction of Three Dimensiomal Natural Convection from a Horzontal Isothermal Square Plante

Author: Ayad K. Hassan
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2006 Volume: 12 Issue: 3 Pages: 742-755
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

A theoretical study of a three-dimensional natural convection heat transfer from an isothermal horizontal square plate, with upper and lower heated surfaces is present. The transient Navier–Stokes and energy equations were solved by using finite deference method (F.D.M). The complete Navier–Stokes equations are transformed and expressed in terms of vorticity–vector potential and solved using an Alternating Direction Implicit (ADI) method for the parabolic portion of the problem, and Successive Over–Relaxation (SOR) method for the elliptic portion .A computer program in (FORTRAN 77) was built to carry out the solution. The numerical results were obtained for laminar flow range of Grashof number up to (10^5) in up ward–facing and downward–facing with Prandtl number of (0.72). The results of local Nusselt number have maximum values at the outer edge of plate for two cases upward and downward facing heating. The comparison of the results of average Nusselt number with numerical data for downward facing and experimental data for upward facing shows acceptable agreement. It may be noted that the present data are generally different with experimental data, since the available data are extrapolated to high Grashof number. Thus the deviation may be large with present data.

يقدم هذا البحث دراسة نظرية لانتقال الحرارة ثلاثي الابعاد للحمل الطبيعي من صفيحةمربعةبوضع افقي تكون مسخنة من الاعلى والاسفل .تتضمن الدراسة الحل العددي لمعادلة الزخم والطاقة الانتقالية باستخدام طريقة الفروق المحددة .معادلة الزخم الكاملة تم تحويلها والتعبير عنها بدلالة الدوامية _متجه دالة الانسياب . المعادلات المحولة تم حلها باستخدام طريقة الاتجاه الضمني للجزء القطعي مكافئ من المسالة وطريقة فوق التراخي للجزء البيضوي .تم بناء برنامج بلغة فورتران 77لتنفيذ الحل العددي ,الذي يغطي الصحيفة مسخنة للاسفل مربعة الشكلة افقية .النتائج العددية التي تم الحصول عليهاضمن الجريان الطبقي الى حد رقم كراشوف 5^10مع رقم برانتل(0.75).رقم نسلت الموضعي تكون اعلى قيمة له عند الحافة للصفيحة للحالتين الوجه المسخن للاعلى والاسفل.تم مقارنة النتائج الحالية لرقم نسلت المعدل مع نتائج عددية وكذلك لحالة الصفيحة الوجه المسخن للاسفل وكان هناك توافق بين النتائج .وكذلك مقارنة النتائج للبحث الحالي للحالة الصفيحة الوجه المسخن الى الاعلى مع نتائج عددية وعملية نلاحظ هناك توافق في النتائج العددية وهناك فارق في النتائج العملية.


Article
Numerical Study for a Three Dimensional Laminar Natural Convection Heat Transfer from an Isothermal Heated Horizontal and Inclined Square Plate and With a Circular Hole

Authors: Ikhlase M.Fayed --- Yasmeen Hameed Abd
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2007 Volume: 13 Issue: 2 Pages: 1519-1538
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

A theoretical study for a three-dimensional natural convection heat transfer from an isothermal horizontal , vertical and inclined heated square flat plates (with and without circular hole) has been done in the present work. The study involved the numerical solution of the transient Navier-Stokes and energy equations by using finite deference method (F.D.M.). The complete Navier-Stokes equation are transformed and expressed in terms of vorticity-vector potential. The Energy and Vorticity equations were solved by using an Alternating Direction Implicit (ADI) method because they are transient equations of parabolic portion, and the Vector potential is solved by using an equations Successive Over-Relaxation (S.O.R) method because it is from elliptic portion. The numerical solution is capable of calculating the Vector potential, three components of Vorticity and temperature field of the calculation domain. The numerical results were obtained in rang of Grashof number (10^3≤Gr≤5x10^4) with Prandtl number of (0.72) for square flat plate and the other consist a circle hole with ratio 0.6 and 0.8 diameter of the hole to main square side length. The numerical results showed that the main process of heat transfer is conduction for Grashof number less than 10^3 and convection for Grashof number larger than 10^3 and the results of local Nusselt number show fairly large dependence on inclination angle. For horizontal plate facing upward and downward, average Nusselt number is proportional to one-fifth power of Rayleigh number, and there is a significant difference in heat transfer rates between the upward and downward cases. For horizontal plate with circle hole facing upward for Grashof number 10^4, the effect of core portion caused a limited increment in the heat transfer rate, where as for the facing downward case, the effect was larger and the maximum value of heat transfer rates is be for square flat plate with circle hole by ratio 0.6 for all inclination angles. With the increase of Grashof number to 5x104 heat transfer rates decrease except the square horizontal flat plate with circle hole by ratio 0.6 . The average Nusselt number increases with the increase of inclination of plates facing upward to reach to the higher average Nusselt number at vertical position then decrease with increase of inclination of plates. And the maximum value of average Nusselt number is depended on the ratio of diameter of the hole to main square side length, showed that the maximum temperature gradient occurs at the external edge of the horizontal plate (with and without circle hole) facing upward and at the lower external edge in inclined case. The numerical results was made through comparison with a previous numerical and experimental work, the agreement was good.

يقدم هذا البحث دراسة نظرية لانتقال الحرارة ثلاثي الأبعاد للحمل الحر من صفيحة مربعة و أخرى ذات ثقب دائري أفقية و عمودية و مائلة عن الأفق مسخنة بثبوت درجة الحرارة. تضمنت الدراسة ، الحل العددي لمعادلات الزخم الكاملة والطاقة الانتقالية باستخدام طريقة الفروق المحددة . معادلات الزخم الكاملة تم تحويلها والتعبير عنها بدلالة الدوامية و متجه الجهد الكامن. تم حـل كل من معادلة الطاقة و معادلة دالة نقل الدواميـة باستخدام طريقة(الاتجاه المتناوب الضمني)، وذلك لكونها معادلات انتقالية من نوع القطع المكافئ، و حل معادلة متجه الجهد الكامن بطريقة فوق التراخي المتعاقبة لكونها معادلات من نوع قطع ناقص. يتضمن الحل العددي حساب كل من متجه الجهد الكامن والمركبات الثلاث للدوامية ودرجة الحرارة لمنطقة الحساب. النتائج التي حصل عليها لحدود رقم كراشوف(Gr ≤ 5x10^4 ≥) مع رقم براندتل(0.72) للصفيحة المربعة و الصفيحة المثقبة بنسبة قطر الثقب الدائري إلى طول ضلع الصفيحة المربعة مساوٍ إلى 0.6و 0.8 .بينت النتائج العددية إن العملية الرئيسية لانتقال الحرارة هي التوصيل لرقم كراشوف 10^3 والحمل لرقم كراشوف أعلى من 10^3 و إن رقم نسلت الموضعي يعتمد كليا على زاوية الميلان. في حالة الصفيحة الأفقية وجهها المسخن إلى الأعلى والأسفل، متوسط رقم نسلت يتناسب مع رقم رالي للأس (5/1)، كذلك هنالك اختلاف واضح في معدلات انتقال الحرارة بين الوضع الأفقي الموجه للأعلى والأسفل. يسبب تأثير قطر الثقب لرقم كراشوف 10^4 زيادة محدودة في معدلات انتقال الحرارة في حالة الصفيحة المثقبة وجهها المسخن إلى الأعلى بينما تكون اكثر تأثيرا في حالة الصفيحة المثقبة وجهها المسخن إلى الأسفل و ان أقصى قيمة لمعدل انتقال الحرارة تكون للصفيحة المربعة المثقبة بنسبة تثقيب 0.6 و لزوايا الميل المختلفة. بزيادة رقم كراشوف إلى 5x10^4 يقل معدل انتقال الحرارة ما عدا الصفيحة المربعة الأفقية وجهها المسخن إلى الأسفل حيث يكون أقصى قيمة عند نسبة تثقيب 0.6 . تزداد قيم متوسط رقم نسلت بزيادة زاوية ميل الصفيحة المربعة وجهها المسخن إلى الأعلى لتصل إلى أعلى قيمة لها عند الوضع العمودي وبعدها تقل بزيادة ميلان الصفيحة، و إن أقصى قيمة لمتوسط رقم نسلت تعتمد على نسبة التثقيب، و إن أقصى انحدار لدرجة الحرارة يكون عند الحافة الخارجية للصفيحة المربعة و المثقبة الأفقية المسخنة إلى الأعلى و عند الحافة السفلى الخارجية في حالة الميلان . تم مقارنة نتائج الدراسة الحالية مع نتائج عددية و عملية لدراسات سابقة و كان التوافق بينها جيد .


Article
Optimum Height of Plate Stiffener under Pressure Effect
الإرتفاع الأمثل للتقوية في الصفائح تحت تأثير الضغط

Authors: Mazin Victor Yousif مازن فكتور --- Nazar Kais M. Naief نزار قيس --- Yahya M. Hamad يحيى محي احمد
Journal: AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2008 Volume: 11 Issue: 3 Pages: 459-468
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Loading...
Loading...
Abstract

The economical design of plate loaded by pressure can be obtained by using stiffeners instead of increasing the thickness of plate. The main subject of this work is to obtain the effect of stiffener height on the maximum stress in the plate subjected to pressure load. Different plate-stiffener sets are selected to find the effects of stiffener thickness, plate dimensions and pressure, on the optimum stiffener height. The models under consideration are square plates clamped rigidly from four edges. Finite Element method is used to analyze 160 different models by using the Finite Element software package ANSYS version 11. Another analysis method based on maximum stress equation is used to analyze 30 models. The graphical comparison of results between two analytical methods is presented by a figure. It is found that the numerical results obtained by Finite Element Analysis converge to theoretical results. The optimum height of stiffener under above different effects is found. The critical pressure curves for square plate dimension sets are also presented.

يمكن الحصول على التصميم الإقتصادي للصفيحة المعرضة الى ضغط بإستخدام أضلاع تقوية بدلاً من زيادة سمك تلك الصفيحة. إن الموضوع الرئيسي في هذا العمل هو إيجاد تأثير إرتفاع ضلع التقوية على أكبر إجهاد يتولد في الصفيحة المعرضة الى ضغط. لقد أختيرت مجاميع مختلفة من الصفائح المقواة وذلك لإيجاد تأثير سمك التقوية، أبعاد الصفيحة والضغط المسلط، على الإرتفاع الأمثل للتقوية. إن النماذج المأخوذة بنظر الإعتبار هي عبارة عن صفائح مربعة مسندة بإحكام من حافاتها الأربعة.أستخدمت طريقة العناصر المحددة لتحليل 160 نموذج مختلف وذلك بإلإستعانة ببرنامج العناصر المحددة الـ (ANSYS) الإصدار 11. إن الطريقة الأخرى للتحليل التي تعتمد على معادلة أكبر إجهاد أستخدمت لتحليل 30 نموذج. إن مقارنة رسومية للنتائج بين طريقتي التحليل تم تمثيلها بشكل. وقد وجد أن النتائج العددية المستحصلة بواسطة التحليل بالعناصر المحددة تقترب من النتائج النظرية.لقد تم إيجاد الإرتفاع الأمثل لضلع التقوية بوجود التأثيرات المختلفة المذكورة سابقاً. وتم تمثيل منحنيات الضغط الحرج الخاصة بمجاميع الصفائح المربعة مختلفة القياسات


Article
Experimental Study for a Laminar Natural Convection Heat Transfer From an Isothermal Heated Square Plate With and Without Circular Hole

Authors: Wassan N. Matti --- Ikhlase M. Fayed
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2012 Volume: 18 Issue: 2 Pages: 247-266
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

An experimental investigation of natural convection heat transfer from an isothermal horizontal, vertical and inclined heated square flat plates with and without circular hole, were carried out in two cases, perforated plates without an impermeable adiabatic hole "open core" and perforated plates with an impermeable adiabatic hole "closed core" by adiabatic plug. The experiments covered the laminar region with a range of Rayleih number of (1.11x10^6≤RaLo≤4.39x10^6), at Prandtle number (Pr=0.7). Practical experiments have been done with variable inclination angles from horizon (Ф=0°,45°,90°,135° and 180°), facing upward (0°≤Ф<90°), and downward (90°≤Ф<180°). The results showed that the temperature gradient increases while the thermal boundary layer thickness decreases when Grashof number and perforation ratio (m) increase . The temperature gradient for inclined position facing upward is less than facing downward, while the thermal boundary layer thickness is greater. The temperature gradient decreases while the thermal boundary layer thickness increases for perforated plates with an adiabatic core as compared with perforated plates without an adiabatic core. The value of average Nusselt number increases with increasing perforation ratio, and Grashof number for all specimens with and without an adiabatic core, also increases by increase in inclination of plates approaching the higher value at vertical position (Ф=90°), then decreases with increasing inclination of plates till horizontal position (Ф=180°). The average Nusselt number values for perforated plates with an adiabatic core are lower than for perforated plates without an adiabatic core for all perforation ratios. Maximum heat transfer rate occurs at perforated plate with perforation ratio of (m=0.1) without adiabatic core for vertical position (Ф=90°), at a range of Grashof number (1.576x10^6≤GrLo≤6.292x10^6), while the rate of heat transfer decreases with increasing perforation ratio for plates with and without adiabatic core for decrease in heat transfer rate area. The rate of heat transfer for perforated plates with circular hole is more than for perforated plates with square hole at the same perforation ratios (m=0.1,0.16,0.24 and 0.36). It found that the lack of core flow decreases the overall heat transfer rate by (6.477%) . There was a good agreement for the experimental present work results compared with other pervious results

يقدم البحث الحالي دراسة عملية لانتقال الحرارة بالحمل الحر من صفائح مربعة افقية وعمودية ومائلة عن الافق وذات ثقب دائري مسخنة بثبوت درجة الحرارة، لحالتي النماذج المثقبة بوجود سداد للثقب الدائري وعدم وجوده، ضمن منطقة الجريان الطباقي لرقم رالي (1.11x10^6≤RaLo≤4.39x10^6)، عند رقم برانتدل Pr=0.7. اجريت التجارب العملية لمدى من زوايا الميل عن الافق (Ф=0°,45°,90°,135°&180°) لوجه التسخين للأعلى وللأسفل. اظهرت النتائج ان انحدار درجات الحرارة يزداد فيما يقل سمك الطبقة المتاخمة الحرارية (δ) عند زيادة رقم كراشوف ونسبة التثقيب, فيكون انحدار درجات الحرارة للوضع المائل في حالة التسخين باتجاه الاعلى اقل من حالة التسخين باتجاه الاسفل بينما سمك الطبقة المتاخمة الحرارية اكبر، كما ان انحدار درجات الحرارة يقل بينما يزداد سمك الطبقة المتاخمة الحرارية للصفائح المثقبة بوجود السداد عن عدم وجوده . تزداد قيمة متوسط رقم نسلت بزيادة رقم كراشوف وبنسبة التثقيب (m) بوجود وعدم وجود السداد، وتزداد قيمة متوسط رقم نسلت مع ازدياد الميلان في حالة التسخين الى الاعلى الى ان تصل اعظم قيمة لها عند الوضع العمودي (Ф=90°) ثم تقل بزيادة زاوية الميلان في حالة التسخين الى الاسفل وصولا الى الوضع الافقي .(Ф=180°) لجميع نسب التثقيب تكون قيم متوسط رقم نسلت اقل للصفائح المثقبة بوجود السداد عن الصفائح المثقبة بدون وجود السداد. اقصى قيمة لكمية الحرارة المنتقلة تكون للصفيحة المثقبة بنسبة التثقيب (m=0.1) بدون وجود السداد في حالة الوضع العمودي (Ф=90°) لمدى رقم كراشوف (1.57x10^6≤GrLo≤6.292x10^6)، وتقل كمية الحرارة المنتقلة بزيادة نسبة التثقيب بسبب النقصان الحاصل في مساحة سطح التبادل الحراري الذي يؤدي الى الانخفاض في معدل انتقال الحرارة للصفائح المثقبة بوجود وعدم وجود السداد .إن كمية الحرارة المنتقلة للصفائح المثقبة بثقب دائري اكبر من كمية الحرارة المنتقلة للصفائح المثقبة بثقب مربع لنفس نسب التثقيب (m=0.1,0.16,0.24,0.36. وكانت كمية الحرارة اللابعدية (Q) للنماذج المثقبة بوجود السداد للثقب تقل عن كمية الحرارة اللابعدية (Q) بدون وجوده بنسبة (6.477%). هناك توافق جيد للنتائج العملية للبحث الحالي مع نتائج بحوث سابقة

Listing 1 - 4 of 4
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (4)


Language

English (2)

Arabic (1)

Arabic and English (1)


Year
From To Submit

2012 (1)

2008 (1)

2007 (1)

2006 (1)