KFUPM ePrints

Effect of outflow orientation and multiple jets orifice plate configurations on heat transfer in a rectangular duct

Ahmed, Mohammed Khaleel (2005) Effect of outflow orientation and multiple jets orifice plate configurations on heat transfer in a rectangular duct. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
1356Kb

Arabic Abstract

يبرد بواسطة مصفوفة من المنافث المماسيه وذلك عن طريق التجارب العملية. فالهواء الخارج من الفوهة يتم توجيهه على السطح الساخن ثم يخرج في الاتجاه القطري. تم دراسة تأثير توجيه المنفث والنسب البعدية للمجرى 5 < H / d < 9 وأيضاً نسبة بعد المنفث عن السطح 4 < S / d < 8 مع مصفوفة أحادية من المنافث ذات مسافات متساوية فيما بينها. كما تم دراسة تأثير قم رينولد للسطح 1 و 2 في حدود 5000 < Re, < 10000 وللأسطح 2 و 3 و 4 في حدود 9300 < Re, < 18800 . وتأثير قطر الفوهة على توزيع انتقال الحرارة تم دراسته أيضاً لقطرين 0.5 و 1 سنتيمتر. وقد أوضحت النتائج أن توجيه السريان يسبب حدوث سريان متقاطع يؤثر بشكل كبير على توزيع قيمه ورقم ناسلت على السطح. تزداد قيم رقم ناسلت مع زيادة قيمه رقم رينولد للمنفث على طول سطح التبريد. وكذلك يتأثر قيمه رقم ناسلت تأثراً ملحوظاً مع قيم النسبة البعدية للمجرى ونسبه مسافة الفوهة من السطح. تم الحصول على قيم النسب البعدية التي تعطي أعلى انتقال حرارة على كل الأسطح وبالمثل تم الحصول على قيمه نسبه بعد المنفث عن السطح التي تعطي أعلى انتقال حرارة على كل الأسطح. اكبر قيم لرقم ناسلت تم الحصول عليه لموضع السريان الذي يجعل السريان يخرج في كلا الجهتين. تم تطوير علاقات رياضية تعطى قيم رقم ناسلت المتوسطة كدالة في رقم رينولد للمنفث لجميع الأسطح.

English Abstract

Experimental investigation is carried out to study the heat transfer characteristics in a rectangular duct cooled by an array of impinging jets. Air ejected from an array of orifice jets is aimed at the heated target surface and exits from the radial outlets. The effect of outflow orientation, feeding channel aspect ratios 5≤H/d ≤ 9 and jet to target plate distance 4≤S/d≤8 is investigated with a single array of equally spaced orifice jets. The effect of jet Reynolds number is also studied with the range for orifice plate 1 and 2 being 5000≤ Re, ≤10000 and for orifice plates 2, 3 and 4 being 9300≤ Re, ≤18800. The effect of orifice jet diameter on the heat transfer distribution is also studied with d = 0.5 and 1cm. Results indicate that the outflow orientation causing crossflow effect significantly affects the Nusselt number distributions on the target surface. Local Nusselt number increases with an increase in jet Reynolds number over the entire impingement surface. Nusselt number is also significantly affected by the feeding channel aspect ration H/d the jet-to-plate spacing S/d. The feeding channel aspect ration H/d which gives the maximum hat transfer is obtained for all the orifice plates. Similarly the jet-to-plate distance S/d which gives maximum heat transfer compared to the other jet-to-plate distances is also found for all the orifice plates studied individually. The highest Nusselt numbers are obtained for the outflow orientation where the flow exits in both the directions. Coorelations were developed for averaged Nusselt number as a function of jet Reynolds number for all the orifice plates.



Item Type:Thesis (Masters)
Date:March 2005
Date Type:Completion
Subjects:Mechanical
Divisions:College Of Engineering Sciences > Mechanical Engineering Dept
Creators:Ahmed, Mohammed Khaleel
Committee Advisor:Al-Hadhrami, Luai
Committee Members:Zubair, Syed M. and Habib, Mohammed A.
ID Code:9631
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 16:45
Last Modified:25 Apr 2011 09:10

Repository Staff Only: item control page