KFUPM ePrints

Numerical Modeling and Simulation of a Hot Air Jet Anti-Icing System Employing Channels for Enhanced Heat Transfer

l Numerical Modeling and Simulation of a Hot Air Jet Anti-Icing System Employing Channels for Enhanced Heat Transfer. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF (Anti-Icing, Heat Transfer.) - Accepted Version
2573Kb

Arabic Abstract

إن تكون الجليد على الطائرات هو مشكلة خطيرة لمجتمع الطيران لأنه أحد الأسباب الرئيسة لحوادث الطائرات المميتة، تستخدم الطائرات نظماً مختلفة لمنع الجليد من التكون، وأحد هذه النظم هو نظام منع الجليد باستخدام الهواء الساخن، والذي يستخدم هواءً ساخناً من نزف ضاغط المحرك لتسخين أسطح الطائرة المهمة ومنع تكون الجليد عليها، ولقد تم إجراء الكثير من الدراسات التجريبية والعددية لتحسين كفاءة نظم منع الجليد المعتمدة على نفث الهواء الساخن، وركزت أغلب الأبحاث على تصميم بفتحات نفث متعددة، أوعلى منطقة الارتطام من سطح الهدف، ونظراً لأن انتقال الحرارة على سطح الارتطام يقل بشدة بعد منطقة السكون، فإن الباحثين قاموا بدراسة استخدام عدة فوهات نفث لتحسين انتقال الحرارة فوق مساحة أكبر، ولكن استخدام عدة فوهات نفث يضيف عبئاً إضافياُ على المحرك، وأحد طرق الحفاظ على موارد المحرك هي استخدام فوهة نفث واحدة مع تركيبات هندسية ومادية لتحسين انتقال الحرارة، تركز الدراسة الحالية على تحسين انتقال الحرارة باستخدام نفث أحادي وقناة، وتبحث الدراسة في تأثير ارتفاع القناة، ومكان الفوهة، وعدد رينولدز على خصائص انتقال الحرارة، معبراً عنها بتوزيع رقم نوسلت المتوسط على امتداد سطح الارتطام، وتم استخدام حزمة حركيات الموائع الحسابية التجارية "فلونت" لمحاكاة الحالات المختلفة، وتشير النتائج إلى اعتماد انتقال الحرارة بشدة على ارتفاع وعرض القناة، والمسافة بين الفوهة والهدف، وزاوية الدخول، وكذلك على عدد رينولدز.

English Abstract

Aircraft icing is a serious concern for the aviation community since it is one of the major causes of fatal aircraft accidents. Aircrafts use different anti-icing systems and one such system is the hot-air anti-icing system, which utilizes hot-air from the engine compressor bleed to heat critical aircraft surfaces and prevent ice formation. Numerous experimental and numerical studies have been performed to increase the efficiency of the hot-air jet based anti-icing systems. Most of the investigations have focused on either orifice design or the impingement region of target surface geometry. Since the impingement surface heat transfer drops off sharply past the stagnation region, investigators have studied the use of multiple jets to enhance surface heat transfer over a larger area. However, use of multiple jets is a further strain on engine resources. One way to conserve engine resources is to use single jet in conjunction with various geometric and physical mechanisms to enhance heat transfer. The current study focuses on enhancing heat transfer using a single jet and a channel. The study investigates the effect of channel’s height, inlet location and Reynolds number on heat transfer characteristics in terms of average Nusselt number distribution along the impingement surface. The commercial CFD code, FLUENT, is used to simulate the different cases. Results indicate that the heat transfer depends strongly on height and width of channel, jet-to-target spacing, inlet angle and jet Reynolds number.



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Aerospace
Divisions:College Of Engineering Sciences > Aerospace Engineering Dept
Committee Advisor:Saeed, Farooq
Committee Co-Advisor:Al Garni, Ahmed
Committee Members:AbdelRehman, Wael and Prasetyo, Edi and Antar, Mohamed
ID Code:138700
Deposited By:Kamran Zaki Ahmed (g200803840)
Deposited On:01 Jul 2012 14:30
Last Modified:24 Nov 2014 10:45

Repository Staff Only: item control page