TY - JOUR ID - TI - Numerical study of natural convection in an annulus between two concentric cylinders provided with metal foam fins. دراسة نظرية للحمل الحر داخل فراغ حلقي بين اسطوانتين متحدتي المركز مزود بزعانف من الرغوة المعدنية AU - Israa H. alkinani اسراء حميدالكناني AU - Luma Fadhil Ali لمى فاضل PY - 2022 VL - 28 IS - 4 SP - 1 EP - 19 JO - Journal of Engineering مجلة الهندسة SN - 17264073 25203339 AB - Natural convection in an annular space provided with metal foam fins attached to the inner cylinder is studied numerically. The metal foam fins made of copper were inserted in different axial sections with three fins in each section. The temperature of the inner cylinder is kept constant while the annular outer surface is adiabatic. The thickness effect of the inner pipe wall was considered. Naiver Stokes equation with Boussinesq approximation is used for the fluid regime while Brinkman-Forchheimer Darcy model is used for metal foam. In addition, the local thermal non-equilibrium condition in the energy equation of the porous media is presumed. The effect of Rayleigh number and number of foam fins in the axial direction, on fluid flow and heat transfer characteristics, were examined. The current model was valid with the available published results and good agreement is noticed. Results showed that as the Rayleigh number increases the dominated of convection mode increases and average Nusselt increases. It was found that at Rayleigh of 106 Nusselt reached its higher value which is 4.6 for the case of adding seven axial metal foams. A comparison between adding foam fins and copper fins was established for a range of Rayleigh numbers between 104 and 106. It showed a good enhancement in Nusselt number and the greatest enhancement percentage was 45.9% at Rayleigh equal 106 for the case of using seven sections of foam fins.

تم دراسة الحمل الحراري الحر في فراغ حلقي مزودة بزعانف من الرغوة المعدنية متصلة بالأسطوانة الداخلية عدديا. تم إدخال الزعانف المعدنية المصنوعة من النحاس في أقسام محورية مختلفة بثلاث زعانف في كل قسم. تم الحفاظ على درجة حرارة الأسطوانة الداخلية ثابتة بينما كان السطح الخارجي للفراغ الحلقي معزول حراريا. لقد تم أخذ تأثير سمك جدار الانبوب الداخلي بعين الاعتبار. استخدمت معادلة Naiver Stokesمع تقريب(Boussinesq)في منطقة المائع بينما استخدم نمط Brinkman-Forchheimer Darcy في منطقة الرغوة المعدنية. اضافة الى هذافقد تم اعتماد نمط التزان الحراري الغير متزن لتمثيل معادلة حفظ الطاقةالخاصة بالمادة المسامية. تم اختبار تأثير رقم ريلي وعدد زعانف الرغوة المعدنية الموزعة بالاتجاه المحوري للفراغ الحلقي على خصائص جريان المائع وانتقال الحرارة. تم مقارنة نتائج المودل الحالي مع نتائج البحوث المنشورة المتوفرة وقد لوحظ ان توافق النتائج جيد. لقد بينت نتائج هذه الدراسة انه بزيادة قيمة رقم ريلي يصبح طور الحمل الحر مهيمن ويزداد رقم نسلت. وقد وجد ان رقم نسلت يصل لاعلى قيمة له(4.6) عند رقم ريلي يساوي 106 في حالة اضافة سبع زعانف من الرغوة المعدنية بالاتجاه المحوري. تم اجراء مقارنة مع حالة استخدام زعانف نحاسية لمدى من رقم ريلي بين 104 الى 106وقد بينت تحسن جيد في رقم نسلت واعظم نسبة مئوية للتحسن كانت 45.9% عند ريلي يساوي 106 وبحالة استخدام سبع زعانف من الرغوة المعدنية بالاتجاه الطولي. ER -