Numerical Investigation of Heat Transfer between an Annular Impinging Jet and Surface of an Axi-Symmetric Internal Cylinder

Ashtiani, Alireza and Rahimi, Mostafa (2017) Numerical Investigation of Heat Transfer between an Annular Impinging Jet and Surface of an Axi-Symmetric Internal Cylinder. Masters thesis, university of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (بررسی عددی انتقال حرارت بین یک جت برخوردی حلقوی و سطح استوانه هم محور داخلی)
Alireza Ashtiani.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Heat transfer between an annular impinging air jet and the outer surface of a circular cylinder was numerically investigated using Fluent software at the present study. Both laminar and turbulent flow regimes were examinated for the case of axisymmetric two-dimensional flow while the laminar case was only studied for the three-dimensional flow. The effect of various parameters including; jet exit Reynolds number, separation between the nozzle exit and the cylinder surface and the cylinder diameter were investigated on the local convective heat transfer coefficient. The results were presented as the Nusselt number distribution and they were compared with those of the flat plate under similar circumstances. The annular nozzle radius was 5 cm while the impinged cylinder radius was ranged from 1 cm to 4 cm in the laminar flow regime. The jet Reynolds number was defined based on a uniform velocity at the nozzle exit and the width of the annular nozzle which was 1cm in all the cases. For both cases of laminar and turbulent flow regimes, the jet Reynolds number was in the range of 250-750 and 5000-15000 respectively. The result of the study indicated that the idea of annular jet could be an efficient method for heat transfer from cylindrical surfaces. Heat transfer occurring at the stagnation region was less than that of a flat surface where it was greater at the remaining for the smallest radius of the cylinder. Convective heat transfer was higher than that of a flat surface all over the impinged region for the case of larger cylinder diameters.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بررسی عددی انتقال حرارت بین یک جت برخوردی حلقوی و سطح استوانه هم محور داخلی
Persian Abstract: در مطالعه¬ی حاضر، انتقال حرارت ناشی از جت هوای برخوردی حلقوی و سطح بیرونی یک استوانه به صورت عددی با استفاده از نرم افزار فلوئنت بررسی شده است. در حالت دوبعدی، جریان متقارن محوری برای حوزه¬ی جریان آرام و آشفته در نظرگرفته شد و حالت سه بعدی تنها در حوزه¬ی جریان آرام مورد مطالعه قرار گرفت. تأثیر پارامترهای مختلف شامل عدد رینولدز خروجی جت، جدایش بین خروجی نازل و سطح و قطر سیلندر، بر روی ضریب انتقال حرارت مکانی بررسی شد. نتایج در قالب توزیع عدد ناسلت ارائه گردید و به ازای شرایط مشابه، با صفحه¬ی تخت مقایسه شد. در حوزه¬ی جریان آرام شعاع نازل برابر 5 سانتی متر و شعاع استوانه¬ی برخورد در محدوده¬ی 4-1 سانتی متر در نظرگرفته شد. عدد رینولدز جت برمبنای سرعت یکنواخت در خروجی نازل تعریف گردید و عرض نازل در تمامی حالات 1 سانتی متر انتخاب گردید. برای رژیم جریان آرام و آشفته، عدد رینولدز جت به ترتیب در محدوده¬ی 750-250 و 15000-5000 قرار داشت. نتیجه¬ی این مطالعه نشان داد ایده¬ی جت حلقوی می¬تواند روش کارآمدی برای انتقال حرارت از سطوح استوانه¬ای باشد. انتقال حرارت حالت متقارن محوری در ناحیه¬ی سکون به ازای کوچکترین شعاع استوانه، کمتر از حالت صفحه¬ی تخت اما در ادامه بیشتر بود. انتقال حرارت کنوکسیونی به ازای قطر¬های بزرگ¬تر استوانه نسبت به صفحه¬ی تخت، در سراسر ناحیه¬ی برخورد بیشتر بود.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Rahimi, MostafaUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
-, -UNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Date Deposited: 28 Oct 2018 20:22
Last Modified: 28 Oct 2018 20:22
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/1314

Actions (login required)

View Item View Item