International Science and Technology Journal
Published by
Under supervision of
Open Access Journal
ISSN: 2519-9854 (Online)
ISSN: 2519-9846 (Print)
A peer-reviewed and open access journal concerned with publishing researches and studies in the field of applied sciences and engineering
EXPERIMENTAL AND THREE DIMENSIONAL NUMERICAL PROFILES FOR NATURAL CONVECTION WITH RADIATION INTERACTION INSIDE SQUARE AND RECTANGULAR ENCLOSURES
| Researcher(s): | - A.K.A. Shati
- R.M. Woolly
- S.B.M. Beck
|
|---|
| Institution: | Zawia University
The University of Sheffield |
|---|
| Field: | التقنيات الميكانيكية و المواد الهندسية |
|---|
| Published in: | 10th volume - March 2017 |
|---|
الملخص
لقد تم سابقا دراسة تأثير النتائج الخاصة بانتقال الحرارة بالحمل الطبيعي المضطرب بوجود الإشعاع الحراري داخل حيز مستطيل مغلق من قبل المؤلفين باستخدام التحليل العددي (CFD) وكذلك عمليا. هذا البحث هو امتداد لهذه النتائج وذلك بمقارنة نتائج التحليل العددي بالنتائج العملية.
في هذا البحث تم إجراء دراسة عملية لدرجات جرارة للجدار الساخن تتراوح بين 50 و 75 بزيادة تقدر بخمس درجات في كل مرحلة وبدرجة حرارة ثابتة للجدار البارد تقدر ب9 وذلك لثلاث نسب طولية بين ارتفاع الجدار والبعد بين الجدارين تساوي 2 و 1 و 0.5. في هذا البحث تم استخدام جهاز دوبلر الليزري لقياس السرعة (laser Doppler velocimetry) وذلك لحساب توزيع السرعة داخل الحيز المغلق. كذلك تم إجراء حسابات تحليل عددي ثلاثي الأبعاد (CFD) باستخدام برنامج (ANSYS 13 workbench software) وذلك لنفس المتغيرات التي تم استخدامها في الدراسة العملية.
كانت منحنيات توزيع السرعة بجانب الجدار الساخن وخلال وسط الحيز المغلق للنتائج التحليلية متوافقة مع النتائج العملية بصورة جيدة. أيضاً إرتداد السرعة في الإتجاه المعاكس للتدفق لوحظ انه يبدأ بعد 65% من طول ارتفاع الحيز المغلق.
Abstract
The effects of thermal results of turbulent natural convection with the interaction of surface radiation in a rectangular enclosure have previously been numerically and experimentally studied by the authors. This work extends these results by comparing the provided numerical profiles with the experimental results.
In this research an experimental study were performed for a hot wall temperatures ranging from 50C° to 75C° with an increment of 5C° with almost constant cold wall temperature at about 9°C and for three enclosure sizes of aspect ratios 2.0, 1.0 and 0.5. In this study the laser Doppler velocimetry has been used to collect the velocity profiles inside the enclosure. 3D numerical calculations were performed using the ANSYS 13 workbench software and for the same range of parameters of the experimental study.
The velocity profiles at the hot wall side and at the enclosure core for numerical and experimental results are in good agreement with each other. The velocity reversals were noticed to happen above 65% of the enclosure height.