![](/images/graphics-bg.png)
Developing compressible turbulent flow and heat transfer in circular tube with uniform injection or suction
Joint Authors
Salman, Iyad Mahmud
Husayn, Ihsan Yahya
Muhammad, Adil A.
Source
Issue
Vol. 13, Issue 3 (30 Sep. 2007), pp.1-20, 20 p.
Publisher
University of Baghdad College of Engineering
Publication Date
2007-09-30
Country of Publication
Iraq
No. of Pages
20
Main Subjects
Topics
Abstract AR
يتضمن البحث الحالي دراسة نظرية عددية للجريان المضطرب الانضغاطي غير تام التطور مع انتقال الحرارة خلال مجرى أنبوبي مع حالة حقن أو سحب باستخدام طريقة الحل العددي لمعادلات الاستمرارية و الزخم و الطاقة مع معادلتي نموذج الاضطراب (k-ε) باستخدام طريقة الفروق المحددة (FDM), الحسابات العددية منفذة باستخدام الهواء كمائع عمل يمر خلال مجرى أنبوبي قطره (20) سم و طوله يساوي (130) قطر هايدروليكي, رقم رينولد للهواء يساوي (1.78 x 106) و برقم ماخ يساوي (M = 0.44), تم تسخين جدار الأسطوانة باستخدام شرط درجة حرارة الجدار ثابتة مرة و أخرى باستخدام شرط فيض حراري ثابت كذلك استخدم مرور الهواء عبر الجدار (vw) باتجاهين كشرطين حديين و بنسبة Ω =(vw/Uin), الأول في حالة خروج الهواء من الأنبوب (امتصاص) و كانت النسبة (0.001) و الأخرى دخول الهواء إلى الأنبوب (حقن) و كانت النسبة (-0.001).
تحدث عملية التطور الهيدرودينمايكي و الحرارة آنيا".
إمكانية الحل العددي تتضمن حساب الصفات الهيدروديناميكية مثل مركبات منحنيات السرعة و معامل الاحتكاك, هيكل الاضطراب مثل منحنيات إجهاد رينولدز و الطاقة الحركية المضطربة و اللزوجة الدوامية, كذلك تم حساب الصفات الحرارية مثل توزيع درجات و رقم نسلت و الفيض الحراري المضطرب لمنطقة الحساب.
بينت النتائج زيادة طول الدخول الهيدروديناميكي و الحراري بزيادة رقم رينولدز, كما بينت أن حالة الامتصاص تسبب استواء منحنى السرعة و قصر طول الدخول الهيدروديناميكي و زيادة رقم نسلت بسبب نقصان معامل الاحتكاك الموضعي و العكس فإن الحقن يؤدي إلى تحدب منحنى السرعة و زيادة طول الدخول الهيدروديناميكي و انخفاض رقم نسلت مع نقصان في قيمة معامل الاحتكاك الموضعي.
الطاقة الحركية المضطربة و الفيض الحراري المضطرب يقلان خلال عملية الامتصاص بنينما يزيدان خلال عملية الحقن.
لتأكيد النتائج العددية فقد تم مقارنتها مع نتائج البحوث السابقة و كان التوافق بين النتائج جيدا و يؤكد موثوقية الخطوات العددية المقترحة في حسابات الجريان المضطرب و انتقال الحرارة خلال المجرى الأنبوبي.
Abstract EN
In the present work, a numerical study has been made for the developing compressible turbulent flow and heat transfer in circular tube with uniform injection or suction.
The study included the numerical solution of the continuity, momentum and energy equations together with the two equations of the (k-ε) turbulence model, by using the Finite Difference Method (FDM).
The air was used as the working fluid, and the circular passage was composed of tube with diameter (20.0) cm, and the length was 130 (hydraulic diameter).
The Reynolds number of the flow was (Re = 1.78 x 106), and the Mach number (M = 0.44) the ratio of the transverse velocity at the wall (vw) to the axial velocity at inlet (Uin), Ω = (vw / Uin), for suction equal (0.001) and for injection (-0.001)..
The wall of the tube was heated with constant wall temperature (Tw) and in other case with constant heat flux (Qw) as a thermal boundary condition.
The development of both hydrodynamic and thermal boundary layers occurs simultaneously.
The computational algorithm is capable of calculating the hydrodynamic parameters such as the velocities, friction factor, turbulence structure which includes the Reynolds stress and the turbulent kinetic energy and eddy viscosity.
Besides, the thermal parameters are also predicted, such as the temperature, Nusselt number, and the turbulent heat fluxes.
The Results showed that the hydrodynamic and thermal entrance length is increased with the increasing of Reynolds number.
The suction caused a flatten for the velocity profile and thus decreasing the hydrodynamic entrance length, and caused an increase in the Nusselt number and decreasing the local coefficient of friction, but injection caused a steeping of the velocity profile, and thus increasing the entrance hydrodynamic length and caused a decrease in the Nusselt number and increase the local coefficient of friction.
Turbulent kinetic energy and turbulent heat flux are decreased with suction and increased with injection.
Predictions have been obtained which are in good agreement with results obtained by past experimental and theoretical work.
American Psychological Association (APA)
Husayn, Ihsan Yahya& Salman, Iyad Mahmud& Muhammad, Adil A.. 2007. Developing compressible turbulent flow and heat transfer in circular tube with uniform injection or suction. Journal of Engineering،Vol. 13, no. 3, pp.1-20.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-340009
Modern Language Association (MLA)
Husayn, Ihsan Yahya…[et al.]. Developing compressible turbulent flow and heat transfer in circular tube with uniform injection or suction. Journal of Engineering Vol. 13, no. 3 (Sep. 2007), pp.1-20.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-340009
American Medical Association (AMA)
Husayn, Ihsan Yahya& Salman, Iyad Mahmud& Muhammad, Adil A.. Developing compressible turbulent flow and heat transfer in circular tube with uniform injection or suction. Journal of Engineering. 2007. Vol. 13, no. 3, pp.1-20.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-340009
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes appendix.
Record ID
BIM-340009