Effect of inner boundaries geometry on natural convection heat transfer in horizontal annuli
Other Title(s)
دراسة تأثير الشكل الهندسي للحدود الداخلية على انتقال الحرارة بالحمل الحر داخل اسطوانتان أفقيتان متحدتا المركز
Joint Authors
Jahif, Kazim Awdah
Badawi, Faris A.
Source
Issue
Vol. 16, Issue 4 (31 Dec. 2010), pp.6048-6064, 17 p.
Publisher
University of Baghdad College of Engineering
Publication Date
2010-12-31
Country of Publication
Iraq
No. of Pages
17
Main Subjects
Abstract AR
يتضمن البحث الحالي استخدام النمذجة التحليلية لانتقال الحرارة بالحمل الحر بالتحليل الفيزيائي لهذه العملية و تم تطويره لدراسة الحمل الحر داخل نماذج من الأسطوانات متحدة المركز الأفقية بين الأسطوانة الخارجية الدائرية دائما و الأسطوانة الداخلية التي تم تغييرها إلى ثلاثة أشكال هي (المثلثية، المربعة و السداسية) من حيث المقطع العرضي.
الهدف الرئيسي من البحث هو نموذج مركب مستند إلى الحل التناظري لثلاث مناطق حرارية هي التوصيل الصرف، الطبقة المتاخمة الحرارية لمناطق الحمل الحر و الانتقالي.
و الدراسة تعرضت فقط للظروف الطباقية لقيم رالي الأكبر من 5 × 104.
و باستخدام محاكاة المعادلات ببرنامج الماتلاب MATLAB لفروق واسعة من درجات الحرارة بين الأسطوانتين تم استقصاء تأثير كلا من نسب محيطات الأسطوانتين و رقم رالي و شكل المقطع العرضي للأسطوانة الداخلية على رقم نسلت اللابعدي و قيم نسبة الموصلية الحرارية اللابعدية.
و أوضحت النتائج النظرية الزيادة في قيم رالي تؤدي إلى زيادة في قيم رقم نسلت اللابعدي لنسب المحيطات (Po / Pi) تتراوح بين (4.5، 2.6، 1.6، 1.175).
و هناك زيادة متسارعة لقيم نسبة الموصلية الحرارية اللابعدية عند القيم العالية لنسب المحيطات و أن استخدام النماذج (المثلثية، المربعة و السداسية) يعطي رقم نسلت أقل مما موجود في النموذج الدائري و لكن النموذج السداسي يكون أكبر من النماذج (المثلثية و المربعة) و يكون أقرب لحالة النموذج الدائري من بقية النماذج و قورنت النتائج مع النتائج الرياضية لبحوث تحليلية سابقة و وجد تقارب بقيمة 10.6 % عند المقارنة مع نتائج البحوث السابقة قيم رقم نسلت اللابعدي لنموذج دائري و 9.8 % و 4.9 % لقيم نسبة الموصلية الحرارية اللابعدية لنموذج مربع.
Abstract EN
An analytical modeling of natural convection in physically-based analysis is developed for investigate free convective heat transfer in horizontal eccentric annulus between a circular outer cylinder and heated different shape inner envelope with used four models of the shapes of the inner cross section of (circular, triangular, square and hexagon inner boundary).
The main objective of this paper was taking a composite model based on asymptotic solutions for three limiting cases : pure conduction, laminar boundary layer convection and transition flow convection.
Laminar conditions up to Rayleigh number RaPi of 5 × 104 were investigated.
By using data from MATLAB simulations for a wide range of two cylinder temperature difference in order to study the effects of annulus diameter ratio, Rayleigh number, and the cross section geometries of inner cylinder on the Nusslte number and the ratio of thermal conductivity.
The numerical result illustrated for the circular the increasing the Rayleigh number leading to slightly increasing the non-dimensional Nusslte number with various value of annulus diameter ratio and when used the high annulus perimeter ratio (Po / Pi ) about (4.5, 2.6, 1.6 and 1.175).
There is rapid increasing in the non-dimensional ratio of thermal conductivity with increasing the Rayleigh number at the high values of (Po / Pi), and the result showed that the non-dimensional ratio of thermal conductivity and the Nusslte number values of the (triangular, square and hexagon) less than in the case of circular inner boundary, but the hexagon model showed the Nusslte number more that than in the (triangular and square).
the mathematical results compared with model developed by pervious numerical the model and data are in good agreement, with an average RMS difference of 10.6 % for the circular annulus of dimensional Nusselt number (NuPi) and less than 4.9 % and 9.8% for the square inner geometry non dimensional ratio thermal conductivity.
American Psychological Association (APA)
Jahif, Kazim Awdah& Badawi, Faris A.. 2010. Effect of inner boundaries geometry on natural convection heat transfer in horizontal annuli. Journal of Engineering،Vol. 16, no. 4, pp.6048-6064.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-287909
Modern Language Association (MLA)
Jahif, Kazim Awdah& Badawi, Faris A.. Effect of inner boundaries geometry on natural convection heat transfer in horizontal annuli. Journal of Engineering Vol. 16, no. 4 (Dec. 2010), pp.6048-6064.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-287909
American Medical Association (AMA)
Jahif, Kazim Awdah& Badawi, Faris A.. Effect of inner boundaries geometry on natural convection heat transfer in horizontal annuli. Journal of Engineering. 2010. Vol. 16, no. 4, pp.6048-6064.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-287909
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes appendices : p. 6057-6064
Record ID
BIM-287909