Experimental and Numerical Study of Free Convection Heat Transfer Around the Junction of Circular Cylinder and Heated Vertical Plate
View/ Open:
URI (for links/citations):
https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/135908Author:
Malah, Hamid
Chumakov, Yurii S.
Малах, Хамид
Чумаков, Юрий С.
Date:
2020-09Journal Name:
Журнал Сибирского федерального университета. Математика и физика, 2020. Journal of Siberian Federal University. Mathematics & Physics 2020, 13(5)Abstract:
The present study investigates the effects of a circular cylinder on the three-dimensional
characteristics of free convective heat transfer. The circular cylinder is mounted horizontally on a heated
vertical plate and is categorized as high aspect ratio obstacle, which means the height of cylinder is
comparable to its diameter. The obtained results are provided for the laminar flow regime. In addition,
during numerical study the governing differential equations are solved around the Grashof number equals
to 3 108. In order to illustrated the regions of high gradients of temperature, the flow temperature is
shown in terms of non-dimensional contours and diagrams. At the near junction region in upstream of
cylinder, by description of heat transfer coefficients represented to the temperature gradients at intended
points, the effects of cylinder emplacement on the heat transfer rate is surveyed. As expected, the value
of the buoyancy-induced heat transfer coefficient increases at the cylinder junction in the upstream side.
The maximum value of heat transfer coefficient is seen at the symmetry plane of study domain, which is
corresponded to the location of horseshoe vortex system core. Finally, by deviation calculating between
numerical and experimental results also by analysis of the experimental method uncertainty the validity
and reliability of numerical and experimental approaches are proved В данной работе исследуется влияние круглого цилиндра на трехмерные характеристики свободно-конвективного теплообмена. Круглый цилиндр установлен горизонтально на нагретой вертикальной поверхности и классифицируется как препятствие с высоким соотношением
сторон, что означает, что высота цилиндра значительно больше чем его диаметр. Полученые результаты приведены для режима ламинарного потока. Кроме того, в ходе численного исследования
определяющие дифференциальные уравнения решаются вокруг числа Грасгофа, равного 3 108.
Чтобы определить области высоких градиентов температуры, температура потока показана в виде
безразмерных контуров и диаграмм. В ближней области цилиндра вверх по потоку с помощью описания коэффициентов теплообмена, представленных градиентам температуры в заданных точках,
изучается влияние расположения цилиндра на скорость теплопередачи. Как и ожидалось, значение
коэффициента теплообмена, вызванного плавучестью, увеличивается в области соединения цилиндра и поверхности вверх по потоку. Максимальное значение коэффициента теплообмена появилось
на плоскости симметрии исследуемой области, что соответствует расположению центра подковообразной структуры. В итоге обоснованность и достоверность численного и экспериментального
подходов подтверждается путем вычисления девиации между числовыми и экспериментальными
результатами, а также с помощью анализа неопределенности экспериментального метода
Collections:
Metadata:
Show full item recordRelated items
Showing items related by title, author, creator and subject.
-
К расчёту тепло- и влаговыделений при проектировании вентиляции в конвейерных галереях для транспортировки влажных нагретых материалов
Калинич, И.В.; Смольников, Г. В.; Kalinich, Ilya V.; Smolnikov, Gennady V. (Сибирский федеральный университет. Siberian Federal University, 2016-06)Статья посвящена вопросам тепломассообмена влажных нагретых материалов при конвейерной транспортировке. Исследованы шихта и возврат агломерата. Получены данные, необходимые при проектировании систем вентиляции в конвейерных ... -
Numerical research of heat transfer processes at the drilling wells in permafrost rocks
Minakov, A. V.; Pryazhnikov, M. I.; Mikhienkova, E. I.; Neverov, A. L.; Matveev, A. V.; Zhigarev, V. A.; Guzei, D. V. (2019-11)Systematic numerical studies of processes that affect the rate of thawing during drilling of oil and gas wells in permafrost have been carried out. The influence of flow rate, temperature, drilling fluid rheology and ... -
Flow and Heat Transfer Characteristics during the Flow around Tandem of Circular Cylinders
Seroshtanov, Vladimir V.; Selezneva, Marina D.; Maslov, Vladislav A.; Gusakov, Andrey A.; Сероштанов, Владимир В.; Селезнева, Марина Д.; Маслов, Владислав А.; Гусаков, Андрей А. (Сибирский федеральный университет. Siberian Federal University, 2023-10)The forced convection into the tandem circular cylinders is investigated using gradient heatmetry and particle image velocimetry-based experiments. The study’s objective is to understand the effect of geometry on the ... -
Experimental investigation of laminar forced convection of nanofluid in heat exchange equipment
Guzei, D. V.; Minakov, A. V.; Pryazhnikov, M. I. (2019-11)The laminar forced convection in a recuperative heat exchanger operating with nanofluids with MgO nanoparticles was investigated experimentally. In the experiments, nanoparticle concentration varied in the range from 2.5 ... -
Численное моделирование процесса теплопередачи в радиационно-конвективном размораживающем устройстве
Гончаренко, Ю.Б.; Дорогов, Е.Ю.; Штым, К.А.; Goncharenko, Yuriy B.; Dorogov, Evgenij Iu.; Shtym, Konstantin A. (Сибирский федеральный университет. Siberian Federal University, 2017-05)В данной статье рассматривается численный метод решения задачи нестационарного теплообмена при разогреве угля в специальном размораживающем устройстве. Смерзшийся уголь невозможно выгрузить из вагона без предварительного ...