The effect of variation longitudinal ribs height in spanwise direction on flow and heat transfer characteristics in a rectangular duct

Other Title(s)

تأثير تباين الارتفاع للحزوز الطوليه بالاتجاه المستعرض على خصائص الجريان المضطرب و انتقال الحرارة داخل مجرى مستطيل

Joint Authors

Fayyadh, Ikhlas M.
Ibrahim, Sahira H.
Hasan, Muayyad R.

Source

Engineering and Technology Journal

Issue

Vol. 34, Issue 2A (29 Feb. 2016), pp.368-385, 18 p.

Publisher

University of Technology

Publication Date

2016-02-29

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

18

Main Subjects

Engineering & Technology Sciences (Multidisciplinary)

Abstract AR

تناول البحث الحالي دراسة عملية و عدديه لتأثير الحزوز الطولية على خصائص الجريان و انتقال الحرارة للجريان المضطرب المتكامل النمو داخل مجرى مستطيل المقطع مسخن من الأسفل بفيض حراري ثابت لمدى من أعداد رينولدز معتمد على القطر الھيدروليكي يتراوح بين (6 × 104-1.5 × 104).

الدراسة العددية تضمنت حل المعادلات الحاكمة (الاستمراية, الزخم, الطاقة) باستخدام الأنموذج المناسب للحل المتعلق بالجريان المضطرب Shear-Stress Transport (k-ω) الثلاثي الأبعاد باستخدام البرنامج FLUENT (12.1.2).

تضمن الحل العددي دراسة تأثير و تقليل ارتفاع قمه الحزوز المتجاورة بنسبة (hS / hL = 0.5) للشكل حرف (V) بالاتجاه المستعرض على خصائص الجريان و انتقال الحرارة و تمثلت النتائج العددية بالمخطط الطيفي للسرعة, الدوامية, الجريان الثانوي, درجة الحرارة, إجهاد القص الموضعي, معامل انتقال الحرارة الموضعي) بالاتجاه المستعرض للسطح الأملس و المحزز.

كما تم تمثيل النسبة المئوية لمعدل معامل الاحتكاك السطحي و عدد ستانتن.

للسطح المحزز و كفاءة انتقال الحرارة نسبه إلى الأملس.

أجريت الدراسة العملية في مجرى مستطيل ذو نسبه باعيه تساوي (10).

أظهرت النتائج العملية زيادة في سمك الطبقة اللزجة الطباقية و الحرارية للسطوح المحززة و ارتفاع في منحني توزيع السرعة و نقصان معامل الاحتكاك السطحي و عدد ستانتن بحوالي (% 6) و (% 23) .أظهرت النتائج العملية توافق جيد مع النتائج العددية و الدراسات السابقة.

Abstract EN

The present work has investigated numerically and experimentally the effect of a streamwise riblet on the flow and heat transfer characteristics for fully developed turbulent flow in a rectangular duct heated with constant heat flux for Reynolds number based on hydraulic diameter range of 1.5 1 610 Numerical simulations have been done by solving the governing equations (Continuity, Reynolds.

Averaging Navier-stokes and Energy) in turbulent regime with appropriate turbulence model Shear-Stress Transport (k-ω) in three dimensions by using the FLUENT version (12.1.2).

The variation of peak to peak height of riblet in spanwise direction ratio with 0.5 was simulated.

The flow structure and heat transfer characteristics (the velocity contours, vorticity contours, secondary flow contours, temperature contours, the distribution of local wall shear stress and heat transfer coefficient in spanwise direction at ribs) were presented as results.

Also the effects of ribs on the flow and heat transfer characteristic at duct were presented, as the percentage of average skin friction, Stanton number and the heat transfer efficiency relative to a smooth surface.

Experiments were conducted for rectangular duct of aspect ratio =10.

Experimental results indicated an increase in the thickness of hydraulic and thermal sub-layer and shifted up the velocity profile, reducing the skin friction coefficient and Stanton number by about (6 %) and (23 %) respectively.

The experimental results gave a good agreement with the numerical simulation and previous works.

American Psychological Association (APA)

Fayyadh, Ikhlas M.& Hasan, Muayyad R.& Ibrahim, Sahira H.. 2016. The effect of variation longitudinal ribs height in spanwise direction on flow and heat transfer characteristics in a rectangular duct. Engineering and Technology Journal،Vol. 34, no. 2A, pp.368-385.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-674093

Modern Language Association (MLA)

Hasan, Muayyad R.…[et al.]. The effect of variation longitudinal ribs height in spanwise direction on flow and heat transfer characteristics in a rectangular duct. Engineering and Technology Journal Vol. 34, no. 2A ( 2016), pp.368-385.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-674093

American Medical Association (AMA)

Fayyadh, Ikhlas M.& Hasan, Muayyad R.& Ibrahim, Sahira H.. The effect of variation longitudinal ribs height in spanwise direction on flow and heat transfer characteristics in a rectangular duct. Engineering and Technology Journal. 2016. Vol. 34, no. 2A, pp.368-385.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-674093

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendices : p. 379-385

Record ID

BIM-674093