KFUPM ePrints

Conjugate free convection heat transfer in vertical eccentric annuli

Jamal, Ahmad (2002) Conjugate free convection heat transfer in vertical eccentric annuli. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
6Mb

Arabic Abstract

تم دراسة انتقال الحرارة الطبقي بالحمل الحر المترافق في أنبوب حلقي لا مركزي رأسي باستخدام طرق عددية . وقد تم دراسة متغيرات انتقال الحرارة في أنبوب حلقي لا مركزي موضوع رأسياً في وسط مائع ذي رقم برانتل يساوي 0.7 ولقد تم تغير نسبة القطر الداخلي إلى الخارج للأنبوب الحلقي وكذلك تم تغير نسبة اللامركزية للأنبوب كما تم تغير نسبة معامل انتقال الحرارة بالتوصيل للمادة الصلبة للأنبوب والمائع بحيث يغطي المدى الموجود في الحالات العملية لسماكات الأنابيب الموجودة وذلك تحت تأثير زوجين من الظروف الحرارية على الجدارين الخارجي والداخلي للأنبوب ويتميز أحد زوجي هذه الظروف الحرارية بالحفاظ على أحد الجدارين عند درجة حرارة أعلى من درجة حرارة الوسط المائع المحيط بالأنبوب والجدار الآخر يحفظ عند درجة المائع . ويتميز الزوج الآخر بالحفاظ على أحد الجدارين عند درجة حرارة أعلى من درجة حرارة المائع ويبقى الجدار الآخر معزولاً حرارياً . ويجب ملاحظة أن تبادل الظروف الحرارية بين الجدار الداخلي والخارجي في كل من زوجي الظروف الحرارية السابقة ينتج عنه أربعة أنواع من الظروف الحرارية على جداري الأنبوب . ولقد تمت دراسة تأثير كل تلك المتغيرات على معدل سريان المائع بالحمل الحر داخل الأنبوب اللامركزي الرأسي وكمية الحرارة التي يمتصها هذا المائع . ولقد تم استخدام نتائج الدراسة الحالية لحساب حدود فنسية التوصيل الحراري التي يمكن فوقها إهمال تأثير الترافق كما تم تحديد سماكة الجدران التي يمكن تحتها إهمال تأثير الترافق وذلك تحت تأثير الزوج الأول من الظروف الحرارية كما تم دراسة تأثير نسبة نصف القطر واللامركزية على هذه الحدود . كما تم حساب القيم المثلى لنسبة التوصيل الحراري وسماكة الجدران التي تعطي أعلى معدل لسريان المائع داخل الأنبوب بالحمل الحر وكذلك أعلى معدل لامتصاص الحرارة من الأنبوب بواسطة المائع وكذلك تم دراسة تأثير نسبة نصف القطر واللامركزية على هذه القيم تحت تأثير الزوج الثاني من الظروف الحرارية .

English Abstract

Conjugate laminar free convection heat transfer in vertical eccentric annuli is numerically investigated. Heat transfer parameters such as temperature, heat flux and bulk mean temperature have been numerically obtained for a fluid of Prandtl number, Pr=0.7 in the eccentric annulus at different values of eccentricity, radius ratio, wall thickness and conductivity ratio. In addition to these parameters, the effect of conductivity ratio, eccentricity, wall thickness and radius ratio on channel height, required to induce specific flow rate, has also been investigated. The analysis has been carried out for two different pairs of thermal boundary conditions. One pair of boundary conditions comprises of one wall kept isothermal at inlet fluid temperature while the other wall heated isothermally whereas the other pair of boundary conditions consists of one wall kept adiabatic while the other wall heated isothermally. Furthermore, results of the present study are utilized for the first pair of boundary conditions to establish the limits, namely the critical values, for solid-fluid conductivity ratio, above which, and wall thickness, below which, the conjugate effect can be neglected for various eccentricity and radius ratio values. Also, for the second pair of boundary conditions, the optimum values of solid-fluid conductivity ratio and wall thickness, giving the maximum induced flow rate for a given channel height, have been obtained for various radius ratio and eccentricity values.



Item Type:Thesis (Masters)
Date:November 2002
Date Type:Completion
Subjects:Mechanical
Divisions:College Of Engineering Sciences > Mechanical Engineering Dept
Creators:Jamal, Ahmad
Committee Advisor:El-Shaarawi, M. A. I.
Committee Members:Zubair, Syed M. and Antar, M. A. M. and Mokheimer, Esmail M. A. and Abualhamayel, Habib I.
ID Code:10028
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 16:54
Last Modified:25 Apr 2011 09:58

Repository Staff Only: item control page