Laminar free convection in three dimensional inclined porous annulus with fins on the inner cylinder

Joint Authors

al-Hafiz, Manal Hadi
al-Mashaat, Sad M.

Source

Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering

Issue

Vol. 12, Issue 4 (31 Dec. 2011), pp.5-20, 16 p.

Publisher

University of Baghdad College of Engineering

Publication Date

2011-12-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

16

Main Subjects

Chemistry

Abstract AR

أجريت في هذا البحث دراسة عملية و نظرية لانتقال الطاقة الحرارية بالحمل الحر في فجوة حلقية ثلاثية الأبعاد مملوءة بوسط مسامي (رمل) بين أسطوانتين مائلتين متحدتي المركز بوجود (و عدم وجود) زعانف متصلة بالأسطوانة الداخلية تحت شروط حالة الاستقرار.

أجريت التجارب العملية لمدى عدد رالي المعدل (0.2 ≤ Ra* ≤ 11) و لمدى Ra* = 500 في الجزء النظري تحت فرضيات قانون دارسي و تقريب بوسنسك و تحويلها إلى معادلة بدلالة الجهد المتجه و التي بدورها حلت عدديا باستخدام طريقة الفروق المحددة.

تتضمن إمكانية الحل العددي حساب الجهد المتجه و درجة الحرارة و عدد نسلت الموقعي و المتوسط.

بينت النتائج أن عدد نسلت المتوسط يعتمد على عدد رالي المعدل و طول الزعنفة و زاوية ميل الأسطوانة و نسبة الأقطار, بينت النتائج أن زيادة طول الزعنفة لأي خطوة زعنفة يسبب زيادة في انتقال 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 و أعطت توافق جيد.

Abstract EN

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.

American Psychological Association (APA)

al-Mashaat, Sad M.& al-Hafiz, Manal Hadi. 2011. Laminar free convection in three dimensional inclined porous annulus with fins on the inner cylinder. Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering،Vol. 12, no. 4, pp.5-20.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-321263

Modern Language Association (MLA)

al-Mashaat, Sad M.& al-Hafiz, Manal Hadi. Laminar free convection in three dimensional inclined porous annulus with fins on the inner cylinder. Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering Vol. 12, no. 4 (Dec. 2011), pp.5-20.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-321263

American Medical Association (AMA)

al-Mashaat, Sad M.& al-Hafiz, Manal Hadi. Laminar free convection in three dimensional inclined porous annulus with fins on the inner cylinder. Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering. 2011. Vol. 12, no. 4, pp.5-20.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-321263

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 19

Record ID

BIM-321263