(2010) EXPERIMENTAL AND NUMERICAL STUDY OF OPEN-AIR ACTIVE COOLING. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (EXPERIMENTAL AND NUMERICAL STUDY OF OPEN-AIR ACTIVE COOLING) SALMAN_AL-FIFI_ID#991694_(EXPERIMENTAL_AND_NUMERICAL_STUDY_OF_OPEN_AIR-ACTIVE_COOLING).pdf Download (4MB) | Preview

Arabic Abstract

موضوع الرسالة البحثي دراسة تجريبية وحسابية عددية في تبريد الأماكن المفتوحة. يهدف البحث الحالي إلى دراسة فاعلية تبريد هذه الأماكن المفتوحة بالطرق التجريبية مدعمة بالطرق الحسابية، مثل الملاعب، المجمعات التجارية، الحدائق العامة، ساحات المعارض، حدائق الحيوان، مرافق المواصلات، المرافق العامة أو حتى في ساحات المنازل الخاصة. نظام التبريد المستخدم في الدراسة يعتبر نظام تبريد بسيط، يتكون من مجموعة من المراوح بأطوال ريش مختلفة ونظام رذاذ ضبابي. تم اختيار هذا النظام التبريدي المبسط لنضمن درجة أقل من استهلاك الطاقة مقارنة مع أنظمة التبريد الأخرى خاصة وهي الأنسب لتبريد أماكن واسعة كالتي ذكرت في الأعلى. النقطة الرئيسية في هذا العمل هي دراسة المجال الحراري لمراوح تبريد مزودة بنظام الرذاذ الضبابي، كل هذه المراوح تتصف بنفس مواصفات التصميم الهوائي ما عدا الاختلاف في أطوال القطر لكل مروحة، لتكون الدراسة متمحورة حول تأثير اختلاف طول القطر في المجال الحراري لكل مروحة، مع الربط بتأثير ارتفاع المروحة لارتفاعات مختلفة، والخلاص بعلاقات رياضية تصف هذا التأثير. الدراسة التجريبية تشتمل على مرحلتين. المرحلة الأولى مكرسة لدراسة مجال التأثير الهوائي المتمثلة في سرعة الهواء لكل المراوح المستخدمة باختلاف أطوال أقطارها وبارتفاعات مختلفة، والخلاص بعلاقات رياضية تصف هذا التأثير. المرحلة الثانية مكرسة لدراسة مجال التأثير الحراري لكل المراوح المستخدمة باختلاف أطوال أقطارها وبارتفاعات مختلفة باستخدام نظام الرذاذ الضبابي، والخلاص بعلاقات رياضية تصف هذا التأثير. الدراسة الحسابية العددية مكرسة لبناء خوارزمية حسابية لتحقيق النتائج المتحصل عليها من التجارب ومقارنتها، ولاستخدامها لاحقاً في تصميم النظام الضبابي المناسب في حالة اختلاف المكان والظروف الجوية المحيطة. في هذه الدراسة يوجد حل رياضي يعتمد في مدخلاته على الشروط والعوامل التجريبية مثل درجة الحرارة المحيطة، درجة الحرارة للثرموميتر المبلل، الرطوبة النسبية، الضغط الجوي وسرعة الهواء للمروحة. في الدراسة الحسابية كل الشروط والظروف الجوية كانت ثابتة وغير متغيرة، ما عدا سرعة الهواء لكل مروحة ذات العلاقة المباشرة بطول قطر كل مروحة، والذي يتمحور حول تأثيره هذا البحث. ويتم كذلك دراسة تأثير هذه العوامل حسابياً في فعالية وأداء نظام التبريد المستخدم في عملية التبخر، والوقت الذي تستغرقه مثل الرطوبة، الضغط الجوي، سرعة الهواء الخارجة من المروحة ودرجة الحرارة.

English Abstract

The topic of my thesis is Experimental and Numerical Study of Open Air Active Cooling. The present research is intended to investigate experimentally and Numerically the effectiveness of cooling large open areas like stadiums, shopping malls, national gardens, amusement parks, zoos, transportation facilities and government facilities or even in buildings outdoor gardens and patios. Our cooling systems are simple cooling fans with different diameters and a mist system. This type of cooling systems has been chosen among the others to guarantee less energy consumption, which will make it the most favorable and applicable for cooling such places mentioned above. In the experiments, the main focus is to study the temperature domain as a function of different fan diameters aerodynamically similar in different heights till we come up with an empirical relationship that can determine the temperature domain for different fan diameters and for different heights of these fans. The experimental part has two stages. The first stage is devoted to investigate the maximum range of airspeed and profile for three different fan diameters and for different heights without mist, while the second stage is devoted to investigate the maximum range of temperature and profile for the three different diameter fans and for different heights with mist. The computational study is devoted to built an experimentally verified mathematical model to be used in the design and optimization of water mist cooling systems, and to compare the mathematical results to the experimental results and to get an insight of how to apply such evaporative mist cooling for different places for different conditions. In this study, numerical solution is presented based on experimental conditions, such dry bulb temperature, wet bulb temperature, relative humidity, operating pressure and fan airspeed. In the computational study, all experimental conditions are kept the same for the three fans except the fan airspeed which varies according to different fan diameter. Then, a detailed discussion is presented to study and compare the effects of operating parameters playing role in evaporation rate process and drying performance like, parameters are air humidity, operating pressure, airspeed and air temperature.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Aerospace Environmental Mechanical
Department:	College of Engineering and Physics > Aerospace Engineering
Committee Advisor:	AL-GARNI, AHMED
Committee Co-Advisor:	KASSEM, AYMAN
Committee Members:	GAMAL, ABDULRAHMAN and SAEED, SAID and ZUBAIR, SAID
Depositing User:	SALMAN AL-FIFI
Date Deposited:	23 Jun 2010 12:09
Last Modified:	31 Dec 2020 08:50
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/136313