KFUPM ePrints

Convective heat transfer characteristics in the rectangular packed beds with asymmetric heating.

Abu Al-Saud, Basem A. (1997) Convective heat transfer characteristics in the rectangular packed beds with asymmetric heating. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
3141Kb

Arabic Abstract

تبين هذه الدراسة الآثار والنتائج المترتبة على انتقال الحرارة في أوعية محشوة غير متماثلة التسخين والتي تنساب خلالها حرارة ثابتة من سطحها العلوي بينما أسطحها الأخرى معزولة . تم استخدام حجمين من الأوعية . كانت نسبة العرض للارتفاع في الوعاء الأول 8 بينما كانت هذه النسبة في الوعاء الثاني 4 . وقد استخدم نوعين من الحشو ، النوع الأول : عبارة عن ثلاثة أحجام مختلفة من كور البوليستايرين الممددة ، أما النع الثاني : فيضم حجمين مختلفين من حلقات البلاستيك الأسطوانية المفرغة . وقيست درجات حرارة الهواء بالإضافة إلى درجات حرارة السطحين العلوي والسفلي في أماكن مختلفة من الوعاء ، وذلك باستخدام كميات حرارة وكميات هواء مختلفة . أجريت التجارب المذكورة على الوعائيين مرة ، وهما فارغان ومرة أخرى وهما محشوان . هذه الدراسة تشتمل على التحاليل التجريبية والعددية للحالة الثابتة . كما تعنى بدراسة تأثير حجم ونوع الحشو بالإضافة إلى تأثير نسبة العرض/ الارتفاع على معامل انتقال الحرارة . وتعرض مقارنة بين قيم درجات الحرارة المقاسة والقيم المحسوبة . زاستنبطت علاقة لحساب رقم نسلت يمكن استخدامها لـ 96 < رقم رينولدز < 5755 و 4.5 < (قطر الوعاء)/ (قطر الحشو) < 9 حين تكون نسبة طول الوعاء/ عرض الوعاء = 16 . أدت التجارب إلى استنباط علاقتين رياضيتين واحدة للاستخدام مع الحشو الاسطواني . وقد لوحظ أن رقم نسلت بزيادة رقم رينولدز . كما أن نسبة (رقم نسلت في الوعاء المحشو)/ (رقم نسلت في الوعاء الفارغ) تتناسب طردياً مع نسبة (قطر الحشو/ قطر الوعاء) . أخيراً وجد أن معامل انتقال الحرارة يزداد ثلاث مرات في الوعاء المحشو عن ما هو عليه في الوعاء الفارغ . من ناحية أخرى تعرض الدراسة نتائج الاستقصاء التجريبي لانتقال الحرارة بالحمل المفروض غير الثابت في وعاء محشو كانت نسبة عرضه/ ارتفاعه تساوي 4 .

English Abstract

The study casts light on the heat transfer in asymmetrically heated packed ducts in which a constant heat flux is supplied from the top while the other walls are insulated. Two different ducts with aspect ratio W/H of 8 and 4 respectively have been used. Two different types of packing have been used. The first one is the expanded polystyrene sphere in three different sizes while the second one is the polyvinyl chloride Raschig ring in two different sizes. Both air and wall temperatures were measured at various positions for different air flow rates and different heat fluxes. This was done for both empty and packed ducts. This study presents both experimental and numerical analysis for the steady state case. The effect of both type and size of packing in addition to the aspect ratio of the duct on the heat transfer coefficient has been studied. A comparison between the measured and predicted values of air temperatures is shown. This study gives a correlation for Nusselt number that can be used for 96<Reρ<5755 and 4.5<de/dp<9 and duct to separation ratio L/H = 16. The following correlation is obtained for the spherical packing based on 33 experiment runs: Nu = 1.4554 Re 0H 81 e - 7 8241 (Dp / De ) while for the Raschig ring the following correlation is obtained based on 21runs: NU = 6.7833 Re 0/H 5209 e - 7 0273 (Dp / De ). It was found that as Reynolds number increases the Nusselt number also increases. Also, Nup / Nue increases with the increase of Dp / De. The heat transfer coefficient is found to be three times higher for the packed ducts than that of the empty ducts. Experimental investigation of unsteady forced convection heat transfer in the packed duct with W/H = 4 is also presented.



Item Type:Thesis (Masters)
Date:November 1997
Date Type:Completion
Subjects:Chemical Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Chemical Engineering Dept
Creators:Abu Al-Saud, Basem A.
Committee Advisor:Demirel, Yasar
Committee Members:Sharma, Rajendra N. and Al-Ali, Abdul Rahman K. and Fatehi, Ashraf I.
ID Code:9545
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 16:43
Last Modified:25 Apr 2011 08:52

Repository Staff Only: item control page