![](/images/graphics-bg.png)
Numerical solution of heat transfer and flow of nanofluids in annulus with fins attached on the inner cylinder
Author
Source
Journal of University of Babylon for Engineering Sciences
Issue
Vol. 23, Issue 2 (30 Jun. 2015), pp.465-484, 20 p.
Publisher
Publication Date
2015-06-30
Country of Publication
Iraq
No. of Pages
20
Main Subjects
Topics
Abstract AR
تم دراسة تحسين انتقال الحراة بالحمل الحر عدديا بواسطة استعمال موائع نانوية مثل الفضة و النحاس و أوكسيد التيتانيوم من خلال جريان ثلاثي الأبعاد في أنبوب حلقي أفقي و مائل مع زعنفتين مثبته على الاسطوانة الداخلية و لحالة ثبوت درجة حرارة السطح على الأسطوانة الداخلية و الزعنفتين بينما كانت الاسطوانة الخارجية معزولة.
تم حل المسالة باستخدام طريقة الاتجاه الضمني المَتَناوب .(ADI) النتائج العددية تم تمثيلها بمخططات دالة الجريان و درجة الحرارة و عدد نسلت الموضعي حول الأسطوانة الداخلية و سطوح الزعانف و معدل عدد نسلت المحوري و معامل الاحتكاك السطحي.
تم استخدام نوعين من الجزئيات النانوية المعدنية مثل الفضة و النحاس و غير المعدنية مثل أوكسيد التيتانيوم.
هذه الدراسة أشارت إلى تأثير عدد رالي، الكسر الحجمي، طول الزعنفة، زوايا ميلان الزعنفة، و زوايا ميلان الأنبوب الحلقية.
نتائج الحل العددي أظهرت أنه عند زيادة تركيز الجزئيات النانوية فان انتقال الحرارة يزداد إلى كل قيم عدد رالي.
و هذا التحسين يكون أكثر أهمية عند عدد رالي الكبير.
و اقل انتقال للحرارة يحصل للأوكسيد التيتانيوم بسب هيمنة التوصيل و كبر الجزئيات النانوية له.
إن نسب التحسين في انتقال الحرارة للموائع النانوية للأنابيب الحلقية مع زعانف مثبتة على الاسطوانة الداخلية و بتركيز (% 5) من الفضة و النحاس و أوكسيد التيتانيوم كانت بمقدار (41.5 %، 35 %، 19 %) بتتابع مقارنة مع الماء.
و معدل عدد نسلت يزداد مع زيادة عدد رالي و الكسر الحجمي للجزئيات النانوية بينما يتناقص مع زيادة طول الزعنفة علاوة على أن زيادة معدل عدد نسلت تساهم في زيادة الموصلية للمائع النانوية مع زيادة نسب الحجوم لجزئيات النانوية.
Abstract EN
Natural convection heat transfer enhancement by utilizing various nanofluids (Ag, Cu and TiO2)flow in a three-dimensional horizontal and an inclined annulus with two heated fins attached on the inner cylinder have been studied numerically .The inner cylinder and two fins are maintained at constant wall temperature (CWT), while the outer cylinder is diathermal (adiabatic).
The problem was solved numerically using Alternating Direction Implicit (ADI) method.The numerical results represent streamlines, isotherms, Local Nusselt number around inner cylinder and fins surfaces, axial profile of the peripheral average Nusselt number and average skin friction coefficient.
The two types of nanoparticles used in this study metallic silver(Ag), copper (Cu) and nonmetallic titanium oxide (TiO2).
This study indicating to the effect the Rayleigh number, volume fraction, fin length, fin inclination angles and annulus inclination angles.
The numerical results show that as the solid volume fraction increases, the heat transfer is enhanced for all values of Rayleigh number.
This enhancement is more significant at high Rayleigh number.
The lowest heat transfer was obtained for TiO2 (50 nm) due to domination of conduction and large nanoparticles .whereas Ag (20 nm), Cu (30 nm) – distilled water nanofluids has the highest heat transfer, respectively.
As well as the enhancement in heat transfer of nanofluids for annulus with fins attached to the inner cylinder at (5 %) volume concentration of (Ag , Cu and TiO2 ) nanoparticles increases (41.5 %, 35%,19 %) respectively compared with the base fluid (distilled water).
The average Nusslet number increases with increasing both Rayleigh number and the volume fraction of nanoparticles.
The average Nusselt number decreases by increasing fins' length.
Moreover the increase of the average Nusslet number is attributed to the increase of the thermal conductivity of nanofluid with increasing the volume fraction of the nanoparticles.
American Psychological Association (APA)
Sultan, Khalid Faysal. 2015. Numerical solution of heat transfer and flow of nanofluids in annulus with fins attached on the inner cylinder. Journal of University of Babylon for Engineering Sciences،Vol. 23, no. 2, pp.465-484.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-597777
Modern Language Association (MLA)
Sultan, Khalid Faysal. Numerical solution of heat transfer and flow of nanofluids in annulus with fins attached on the inner cylinder. Journal of University of Babylon for Engineering Sciences Vol. 23, no. 2 (2015), pp.465-484.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-597777
American Medical Association (AMA)
Sultan, Khalid Faysal. Numerical solution of heat transfer and flow of nanofluids in annulus with fins attached on the inner cylinder. Journal of University of Babylon for Engineering Sciences. 2015. Vol. 23, no. 2, pp.465-484.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-597777
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes appendix : p. 484
Record ID
BIM-597777