Laminar flow forced convection in rectangular cross-sectional duct

Joint Authors

Mahdi, Ala A.
Abd al-Wahid, Ammar F.

Source

Kufa Journal of Engineering

Issue

Vol. 2, Issue 2 (31 Aug. 2010), pp.1-22, 22 p.

Publisher

University of Kufa Faculty of Engineering

Publication Date

2010-08-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

22

Main Subjects

Mechanical Engineering

Topics

Abstract AR

في هذا البحث، تم إجراء دراسة عددية لانتقال الحرارة بالحمل القسري الطباقي المستقر ثنائي البعد لموائع نيوتنية و غير –نيوتنية في مجرى مستطيل الشكل ضمن مدى واسع لعدد رينولدز(10 and 5.10 = Re) و للمقدار اللابعدي للموديل الرياضي (power law) يمتد (≤ 2 ≤ n 0.1) و لعدد برانتل ضمن المدى (10 and 1 =pr).

افتراض نوعان من الظروف الحدية : الأول، عندما تكون الجدران الجانبية مسخنة إلى درجات حرارة مختلفة و منتظمة و الجدران الأخرى معزولة الثاني، عندما يكون الجدار السفلي مسخن بمصدر حراري ثابت بينما الجدران الأخرى عند درجة حرارة منخفضة و ثابتة.

كذلك افترض بأن سلوك الموائع غير –نيوتنية يخضع للموديل الرياضي (power law).

لقد تم مقارنة النتائج العددية لمعدل عدد نسلت لهذه الدراسة مع الدراسات السابقة باستعمال نفس الظروف الحدية، و وجد إن الحل العددي الحالي مقارب جدا لهذه البحوث.

تم تمثيل نتائج الدراسة بدلالة خطوط درجات الحرارة الثابتة و خطوط الانسياب لبيان سلوك درجة الحرارة و الجريان في المجرى.

بالإضافة إلى رسومات بيانية أخرى تمثل علاقة معدل نسلت مع المتغيرات المذكورة أعلاه.

بالنسبة للحالتين التي تمت دراستها، فأن عملية انتقال الحرارة و طريقة تصرف الجريان تكون متأثرة بعدة عوامل كالمقدار اللا بعدي (n)، عدد رينولدز، و عدد برانتل.

تم إيجاد اثنا عشر علاقة تقريبية تمثل اعتمادية معدل نسلت على عدد رينولدز و على عدد برانتل اللا بعدي (n).

Abstract EN

In this investigation, steady state two - dimensional laminar forced convection heat transfer of Newtonian and non-Newtonian fluids inside a duct of Rectangular shape has been studied numerically for a wide range of the Reynolds numbers of (Re = 500 and 10000) with the Power law index (») of Power law model ranging from (0.1 to 2) , and Prandtl number of (Pr =1 and 10) .

Two types of boundary conditions have been considered.

The first, when the side walls are heated with different uniform temperatures and the horizontal walls are insulated.

The second, when the bottom wall is heated by applying a uniform heat flux while the other walls at the constant cold temperature.

Also, the time independent non-Newtonian fluids under consideration were assumed obey to the Power law model.

The numerical results of the values of average Nusselt number have been confirmed by comparing it to similar known previous works using the same boundary conditions.

Good agreement was obtained.

The results are presented in terms of isotherms and streamlines to show the behavior of the fluid flow and temperature.

In addition, some graphs that repesent the relation between average Nusselt number and the parameters mentioned previously are drawn.

Also, the results show that the power law index (n) has, for a given Reynolds and Prandtl numbers, a large effect on the heat transfer rate at high Reynolds number.

Twelve different correlations to show the dependence of the average Nusselt number on the power law index, the Reynolds and Prandtl numbers has been fund.

American Psychological Association (APA)

Mahdi, Ala A.& Abd al-Wahid, Ammar F.. 2010. Laminar flow forced convection in rectangular cross-sectional duct. Kufa Journal of Engineering،Vol. 2, no. 2, pp.1-22.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-435935

Modern Language Association (MLA)

Mahdi, Ala A.& Abd al-Wahid, Ammar F.. Laminar flow forced convection in rectangular cross-sectional duct. Kufa Journal of Engineering Vol. 2, no. 2 (Aug. 2010), pp.1-22.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-435935

American Medical Association (AMA)

Mahdi, Ala A.& Abd al-Wahid, Ammar F.. Laminar flow forced convection in rectangular cross-sectional duct. Kufa Journal of Engineering. 2010. Vol. 2, no. 2, pp.1-22.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-435935

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendices : p. 17-22

Record ID

BIM-435935