Calculations of turbulent flow and heat transfer in periodically converging-diverging channels

(1995) Calculations of turbulent flow and heat transfer in periodically converging-diverging channels. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
10379.pdf

Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

هذا البحث يشتمل على دراسة عددية للسريان المضطرب وانتقال الحرارة داخل القنوات المتسعة والمنضغطة دورياً . إن لهذا الشكل تطبيقات عديدة في ناقلات الحرارة العالية الجودة لأن الشكل له تأثير فعال في نقل الحرارة . تعتمد الطريقة على استخدام طريقة الحجم المحدد لحل معادلات نفير - ستوكز والطاقة باستخدام إحداثي مائل . مثل اضطراب السائل باستخدام التمثيل (k - E) ثنائي المعادلات . النتائج الموجودة في البحث تتكون من حسابات السرعة وتوزيع متوازيات السرعة والطاقة الحركية في الاضطراب وانخفاض الضغط ومعامل الاحتكاك ورقم نوسيلت المحلي والمعدل . وقد تم عمل تغيير منظم في رقم رينولدز من (40.000 - 100.000) ، تغيير نسبة الطول إلى العرض من 0.27 - 0.34 . تم تمديد الدراسة إلى درجات مختلفة من التدويم عند المدخل . وقد تم مقارنة النتائج مع المتوفر من النتائج التجريبية والتي توضح أن النموذج المستخدم يطابق النتائج المستخرجة لانتقال الحرارة والسريان في الاشكال المذكورة من الواقع العملي .

English Abstract

A numerical study of flow in a Periodically Converging-Diverging Channel is performed to axamine turbulent separated flow and heat transfer characteristics. This geometry has numerous applications in high-performance heat exchanging systems because of its effective influence on heat transfer augmentation. The method is based on the fully conserved control-volume representation of fully elliptic Navier-Stokes, and Energy equations in body-fitted orthogonal curvilinear coordinate system. Turbulence is simulated via two-equation (k - ε) model. The presented results consist of computed velocity and streamline distributions, the kinetic energy of turbulence, pressure drop, friction factor, and local, average and maximum Nusselt number distribution. Systematic variations are made in Reynold number (40,000 to 100,000) and the aspect ratio (2a/λ = 0.27 and 0.34). The study is further extended to flows with different ranges of inlet swirl. The results are compared with the different available experimental data and show that the method with the utilized turbulence closure model and the discretization scheme reproduce the essential features of various channel heat transfer and fluid flow effects observed in experiments.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Mechanical
Divisions: College Of Engineering Sciences > Mechanical Engineering Dept
Committee Advisor: Habib, M. A.
Committee Members: Yilbas, Bekir S. and Badr, Hassan M. and Said, Syed A. M.
Depositing User: Mr. Admin Admin
Date Deposited: 22 Jun 2008 17:03
Last Modified: 01 Nov 2019 17:00
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/10379