Laminar forced convection of dusty air through porous media in a vertical annulus

Other Title(s)

الحمل القسري الطباقي لهواء مترب خلال وسط مسامي في محتوى حلقي عمودي

Joint Authors

al-Hafiz, Manal Huda Salih
Ubayd, Sulayman Hamid

Source

Journal of Engineering

Issue

Vol. 20, Issue 9 (30 Sep. 2014), pp.90-107, 18 p.

Publisher

University of Baghdad College of Engineering

Publication Date

2014-09-30

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

18

Main Subjects

Mechanical Engineering

Abstract AR

أجريت في هذا البحث دراسة عملية و نظرية لانتقال الطاقة الحرارية بالحمل القسري بواسطة الهواء النقي أو المترب في فجوة حلقية ثنائية الأبعاد مملؤة بوسط مسامي (كرات زجاجية) بين أسطوانتين عموديتين متحدتي المركز.

القطر الخارجي للأسطوانة الخارجية (82mm) و القطر الخارجي للأسطوانة الداخلية (mm 27).

تحت شروط حالة الاستقرار تم حفظ سطح الأسطوانة الداخلية بدرجة حرارية ثابتة و عالية بتسليط فيض حراري منتظم و تم حفظ سطح الأسطوانة الخارجية بدرجة حرارة الجو.

شملت الدراسة قيم القدرة المدخلة (W 26.3 and 04.4 ,884.4 ,3.6) و عدد رينولد (300, 700, 1000, 1500, and 2000) Re و قيم نسب التراب (N (2, 4, 6 and 8.

تم بناء برنامج بلغة mat lab لتنفيذ الحل العددي باستخدام طريقة الفروق العددية.

و تم تمثيل عدد نسلت الموقعي و عدد نسلت المتوسط و مخططات المجال الحراري و مجال السرعة لتوضيح خواص الجريان و انتقال الطاقة الحرارية.

أظهرت النتائج في حالة جريان الهواء النقي أن درجة الحرارة تزداد تدريجيا على طول الأسطوانة باتجاه الجريان و تقل بزيادة عدد رينولد بينما تزداد بزيادة القدرة المدخلة.

نتائج جريان الهواء المترب بينت أن درجة الحرارة تزداد تدريجيا في الاتجاه المحوري و تزداد بزيادة عدد رينولد و القدرة المدخلة و أن أقصى انخفاض بانتقال الطاقة الحرارية يساوي 30 % لقيمة 8 = N و 2000= Re.

قورنت النتائج العملية و النظرية للبحث الحالي و أظهرت توافق جيد.

نتائج عدد نسلت العملية و النظرية أظهرت السلوك ذاته بنسبة انحراف 12 %.

Abstract EN

An experimental and numerical study has been carried out to investigate the forced convection heat transfer by clean or dusty air in a two dimensional annulus enclosure filled with porous media (glass beads) between two vertical concentric cylinders.

The outer cylinder is of (82 mm) outside diameters and the inner cylinder of (27 mm) outside diameter.

Under steady state condition; the inner cylinder surface is maintained at a high temperature by applying a uniform heat flux and the outer cylinder surface at an ambient temperature.

The investigation covered values of input power of (6.3, 4.884, 4.04 and 3.26 W), Reynolds number values of (300, 700, 1000, 1500, and 2000) and dust ratio values (density number N) of (2, 4, 6 and 8).

A computer program in MATLAB has been built to carry out the numerical solution by writing the governing equation in finite difference method.

The local Nusselt number, the average Nusselt number, the contours of temperature field and velocity field were presented to show the flow and heat transfer characteristics.

The results show that when clean air flow, the wall temperature gradually increases along the cylinder length in the direction of flow and decrease as Reynolds number increase while it increases with input power.

For dusty air flow results show that the wall temperature gradually increases along the axial direction and increase with Reynolds number and with input power, and the maximum reduction in heat transfer will be 30 % for N = 8 at Re = 2000.

Comparison was made between the present experimental and numerical results and it gives good agreement.

The experimental and numerical Nusselt number follows the same behavior with a mean deviation of 12 %.

American Psychological Association (APA)

al-Hafiz, Manal Huda Salih& Ubayd, Sulayman Hamid. 2014. Laminar forced convection of dusty air through porous media in a vertical annulus. Journal of Engineering،Vol. 20, no. 9, pp.90-107.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-397592

Modern Language Association (MLA)

al-Hafiz, Manal Huda Salih& Ubayd, Sulayman Hamid. Laminar forced convection of dusty air through porous media in a vertical annulus. Journal of Engineering Vol. 20, no. 9 (Sep. 2014), pp.90-107.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-397592

American Medical Association (AMA)

al-Hafiz, Manal Huda Salih& Ubayd, Sulayman Hamid. Laminar forced convection of dusty air through porous media in a vertical annulus. Journal of Engineering. 2014. Vol. 20, no. 9, pp.90-107.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-397592

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendices : p. 98-107

Record ID

BIM-397592