T29177
انگلیسی
NUMERICAL MODELING OF THE MIXED CONVECTION OF TURBULENT FLOW BETWEEN COAXIAL CYLINDERS WITH THE INNER ROTATING CYLINDER IN THE PRESENCE OF AXIAL FLOW
Dissertation
Faisal Oddah Jasim Alkhalidi
Mechanical Engineering
1402
70p.
cd.
M.S.
energy conversion
1402/06/12
The effects of rotation on turbulence can be very important both from fundamental and practical standpoints. This issue is more important in the case of flows in single or concentric cylinders that are rotated about their longitudinal axis. In the present study, the hydrodynamic and heat transfer behavior of the turbulent flow between coaxial cylinders will be investigated numerically using a commercial software. The flow will be considered to have an axial component as well. The outer wall of the cylinder will be assumed stationary while the inner cylinder will be rotating. The outer cylinder will be considered to be exposed to constant heat flux boundary condition. For modeling the problem, different turbulence models will be investigated and they will be compared with each other. Moreover, the effects of different parameters including the angular velocity of the inner cylinder and axial velocity magnitude will be investigated on the flow characteristics and heat transfer of the flow inside the space between the coaxial cylinders. Results indicated that increasing the axial velocity of the fluid flow and the angular velocity of the inner rotating cylinder make the fluid flow to enter the turbulent region. As the rotational velocity of the inner cylinder increased, instabilities were generated more often inside the annular region and enhanced the heat transfer throughout the flow passage. Furthermore, it was deducted that by increasing the angular velocity of the inner rotating cylinder, local Nusselt number and skin friction coefficient, demonstrated an increasing and a decreasing trend towards the end of the annular passage, respectively.
اثرات چرخش بر روی آشفتگی جریان از هر دو دیدگاه بنیادی و کاربردی حائز اهمیت است. این حالت به خصوص در سیلندر های دوار هم مرکز یا تکی که حول محور طولی خود چرخانده می‌شوند مهم می‌باشد. در مطالعه حاضر، رفتار هیدرودینامیکی و انتقال حرارت جریان آشفته مابین سیلندر های هم مرکز به صورت عددی با استفاده از یک نرم افزار تجاری بررسی خواهد شد. جریان سیال دارای مولفه محوری سرعت نیز خواهد بود. دیواره سیلندر خارجی ساکن بوده و سیلندر داخلی خواهد چرخید. سیلندر خارجی تحت تأثیر شار حرارتی ثابت خواهد بود. برای مدل سازی مسأله، از مدل های آشفتگی مختلف بررسی و با هم دیگر مقایسه خواهند گردید. هم چنین، تأثیر پارامتر های مختلف مانند سرعت زاویه ای چرخش سیلندر داخلی و اندازه سرعت محوری سیال بر روی مشخصه های جریان و انتقال حرارت بررسی خواهد شد. نتایج نشان داد که با افزایش سرعت محوری سیال ورودی و سرعت زاویه‌ای استوانه داخلی دوار، میزان آشفتگی جریان افزایش می‌یابد. افزایش سرعت زاویه‌ای استوانه داخلی، ناپایداری های بیشتری را داخل فضای حلقوی تشکیل داد و موجب بهبود انتقال حرارت داخل پاساژ جریان شد. هم چنین، بررسی نتایج عددی نشان داد که عدد ناسلت محلی با افزایش سرعت زاویه‌ای، بیشتر شده و ضریب اصطکاک پوستی با افزایش سرعت زاویه‌ای استوانه داخلی، روند کاهشی داشت.
شبیه سازی عددی جریان سیال آشفته همراه با انتقال حرارت جابجایی ترکیبی (یا مختلط) ما بین استوانه های هم مرکز با استوانه داخلی چرخان در حضور جریان محوری
Coaxial Cylinders, Hydrodynamics, Numerical Modeling, Rotating Wall, Turbulence
سیلندر های هم محور، هیدرودینامیک، مدل سازی عددی، دیواره چرخان، آشفتگی
Oddah Jasim Alkhalidi,
Faisal
Producer
Razavi,
Shervani Tabar,
Seyed Esmail
Mohammad Taghi
Thesis advisor
Consulting advisor
Tabriz
ایران
Central Library of Tabriz University
20230926
ارشد پایاننامه TN5.O3 1402
Faisal Oddah Jasim Alkhalidi
عبادی
e
TL
276903
a
Y
