Numerical investigation of laminar mixed convection in trombe wall channel

Joint Authors

Salih, Sad M.
Abd, Yasir A.

Source

Journal of Engineering

Issue

Vol. 17, Issue 4 (31 Aug. 2011), pp.714-728, 15 p.

Publisher

University of Baghdad College of Engineering

Publication Date

2011-08-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

15

Main Subjects

Physics

Abstract AR

دراسة الحمل الحراري ثنائي الأبعاد المنتظم و المختلط القسري و الطبيعي في قناة عمودية بالنسبة للنظام الطباقي.

و من أجل دراسة هندسة قناة تروب الجدارية بصورة صحيحة، تمت إضافة قطع إدخال و إخراج أفقية إلى القناة العمودية.

و تم حفظ الجدران العمودية بدرجات حرارية ثابتة و لكن مختلفة بينما تم عزل الجدران الأفقية.

و قد استخدم طريقة الفروق المحددة باستخدام طريقة الفرق (up–wind) للحدود الحمل الحرارية اللاخطية و طريقة الفرق المركزي للمشتقات من الدرجة الثانية من أجل حل المعادلات التفاضلية الحاكمة و الموزونة هي الكتلة و الزخم و الطاقة.

و الحصول على حل لدالة الانسياب و الدوامية و درجة الحرارة كمتغيرات معتمدة بواسطة التقنية التكرارية كبديل تتابعي ذي ارتخاء زائد.

و قد تم الحصول على نماذج جريان و درجة الحرارة في القناة لأرقام رينولدز و كراشوف التي تتراوح ما بين 25 إلى 100 و 100 إلى 1000000 على التوالي.

تم بناء برنامج حاسوبي من نوع (فورتران 90) لحساب معامل الاحتكاك fRe و رقم نسلت Nu ، و معدل انتقال الحرارة Q في الحالة المستقرة و كذلك للنسبة الباعية (10) و رقم كراشوف (100–100000) و رقم براندتل تم تثبيته على (0.733) و رقم رينولدز (25–100).

و أظهرت النتائج تمثيلا للعلاقة ما بين معدل رقم نسلت و معدل الحرارة و معامل الاحتكاك مع بقية المعاملات بواسطة رسم مخططات تمثل تأثير كل من (Re, GR, Ar) على قيمة Q، Nu و fRe.

و بصورة عامة، فإن رقم نسلت سوف يزداد مع زيادة كلا من Re و GR و لكنه يقل بزيادة Ar أما معدل الحرارة يزداد بزيادة GR، Re و Ar و في نفس الوقت، ف‘ن معامل الاحتكاك سوف يزداد مع زيادة (GR, Ar) و انخفاض Re.

Abstract EN

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, vortices and temperature as dependent variables by iterative technique known as successive substitution with over relaxation.

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 (102-105), 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.

American Psychological Association (APA)

Salih, Sad M.& Abd, Yasir A.. 2011. Numerical investigation of laminar mixed convection in trombe wall channel. Journal of Engineering،Vol. 17, no. 4, pp.714-728.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-287757

Modern Language Association (MLA)

Salih, Sad M.& Abd, Yasir A.. Numerical investigation of laminar mixed convection in trombe wall channel. Journal of Engineering Vol. 17, no. 4 (Aug. 2011), pp.714-728.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-287757

American Medical Association (AMA)

Salih, Sad M.& Abd, Yasir A.. Numerical investigation of laminar mixed convection in trombe wall channel. Journal of Engineering. 2011. Vol. 17, no. 4, pp.714-728.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-287757

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendices : p. 723-728

Record ID

BIM-287757