research centers


Search results: Found 7

Listing 1 - 7 of 7
Sort by

Article
Simulation of Heat Storage and Heat Regeneration in Phase Change Material

Authors: Khalid Ahmed Joudi --- Ahmed Kasim Taha
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2012 Volume: 18 Issue: 9 Pages: 1055-1072
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The present study explores numerically the energy storage and energy regeneration during Melting and Solidification processes in Phase Change Materials (PCM) used in Latent Heat Thermal Energy Storage (LHTES) systems. Transient two-dimensional (2-D) conduction heat transfer equations with phase change have been solved utilizing the Explicit Finite Difference Method (FDM) and Grid Generation technique. A Fortran computer program was built to solve the problem. The study included four different Paraffin's. The effects of container geometrical shape, which included cylindrical and square sections of the same volume and heat transfer area, the container volume or mass of PCM, variation of mass flow rate of heat transfer fluid (HTF), and temperatures difference between PCM and HTF were all investigated. Results showed that the PCMs in a cylindrical container melt and solidify quicker than the square container. The increase in mass flow rate and/or temperature difference decreases the time required for complete phase change. Paraffin's solidify quicker than they melt and store more energy than they release.

تتحرى الدراسة الحالية عددياً الطاقة المخزونة والطاقة المتحررة أثناء عمليتي الذوبان والانجماد في مادة متغيرة الطور تستخدم في منظومات خزن الحرارة الكامنة. حلت معادلة انتقال الحرارة الانتقالية باتجاهين باستخدام طريقة الفروق المحددة الصريحة وبتقنية التوليد الشبكي. تم بناء برنامج حاسوبي بلغة فورتران لحل المسألة. تتضمن الدراسة أربعة برافينات متغيرة الطور, تأثير الشكل الهندسي لوحدة الخزن الذي تضمن المقطعين الدائري والمربع للحجم نفسه و مساحة انتقال الحرارة نفسها, حجم الخزان أو كتلة المادة المتغيرة الطور, تغيير نسبة التدفق لسائل نقل الحرارة, وفرق درجات الحرارة بين المادة متغيرة الطور وسائل نقل الحرارة. بينت النتائج إن المادة متغيرة الطور في وحدات الخزن الحراري الاسطوانية تذوب وتتجمد أسرع مما في وحدات الخزن الحراري المربعة. زيادة نسبة التدفق و فرق درجات الحرارة يقلل الزمن اللازم لتغير الطور التام. البرافينات تتجمد أسرع مما تذوب وتخزن طاقة أكثر مما تحرر.


Article
Theoretical Evaluation of Solar Assisted Desiccant Cooling System for a Small Meeting-Hall
دراسة نظرية لتقييم منظومة تبريد امتزازي تعمل بمساعدة الطاقة الشمسية لتكييف قاعة إجتماعات صغير

Authors: Khalid Ahmed Joudi --- Hussam Hikmat Jabbar
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2013 Volume: 19 Issue: 12 Pages: 1599-1618
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The performance of a solar assisted desiccant cooling system for a meeting-hall located in the College of Engineering/University of Baghdad was evaluated theoretically. The system was composed of four components; a solar air heater, a desiccant dehumidifier, a heat exchanger and an evaporative cooler. A computer simulation was developed by using MATLAB to assess the effect of various design and operating conditions on the performance of the system and its components. The actual weather data on recommended days were used to assess the load variation and the system performance during those days. The radiant time series method (RTS) was used to evaluate the hourly variation of the cooling load. Four operation modes were employed for performance evaluation. A 100 % ventilation mode and 3 recirculation modes, 30 % , 60 % and 100 % recirculation of room air. The concept of variable air volume was employed as a control strategy over the day, by changing the supply airflow rate to match the variation in the cooling load. The results showed that the reduction in moisture content at regeneration temperatures from 55 oC to 75 oC lead to adequate removal of the high latent load in the meeting-hall. Also, the 30 % recirculation of return air resulted in comfortable indoor conditions satisfying the ventilation requirements for most periods of system operation. In addition, the COP of the system was high compared with the conventional vapor compression system. It varied from 1 to 13, when considering solar energy used to regenerate the desiccant material as free energy.

تم تقييم اداء منظومة التبريد ألإمتزازية التي تعمل بمساعدة الطاقة الشمسية وتطبيقها على قاعة اجتماعات صغيرة تقع في كلية الهندسة/جامعة بغداد. تحتوي المنظومة على أربعة أجزاء: المجمع الشمسي والمجفف الدوار و المبادل الحراري و المبرد التبخيري. وقد تم تطوير برنامج محاكاة بإستخدام ال(ماتلاب) للمنظومة في مختلف ظروف التصميم و التشغيل ومعرفة تأثيرها على أداء ألمنظومة و مكوناتها. أستخدمت بيانات ألطقس الفعلية على أيام معينة من السنة لتقييم ألتغير في حمل التبريد و أداء المنظومة خلال تلك الايام. أستخدمت طريقة ( RTS ) لتقييم التغير في حمل التبريد للقاعة خلال ساعات النهار. تم تشغيل المنظومة بأربع طرق تشغيل لتقييم أدائها.الطريقة الأولى هي طريقة التهوية 100 % والطرق الأخرى هي إعادة تدوير 30 % , 60 % و 100 % من الهواء الراجع على التوالي. أستخدم مفهوم تدفق الهواء المتغير كإسلوب سيطرة على المنظومة لتغطي حمل التبريد المتغيير خلال النهار وذلك بتغيير معدل تدفق الهواء المجهز للحيز المكييف. أظهرت النتائج إن الإنخفاض في نسبة الرطوبة عند درجة حرارة إعادة تنشيط تتراوح من 55 درجة مئوية الى 75 درجة مئوية. أدت الى إزالة جيدة للحمل الكامن في قاعة الاجتماعات. كذلك أظهرت النتائج ان تشغيل المنظومة مع تدوير الهواء الراجع من الحيز المكيف بنسبة 30 % كانت كافية لتوفير ظروف راحة لمعظم ساعات تشغيل المنظومة. بالأضافة الى ذلك فأن معامل أداء المنظومة عالي جدا (1 – 13 ) مقارنة بأجهزة تكييف الهواء الإنضغاطية التقليدية عند إعتبار الطاقة الشمسية التي تستخدم لاعادة تنشيط مادة التجفيف طاقة مجانية.


Article
Cooling and Heating a Greenhouse in Baghdad by a Solar Assisted Desiccant System
تبريد وتدفئة بيت زجاجي في بغداد بأستخدام منظومة امتزازية تعمل بمساعدة الطاقة الشمسية

Authors: Khalid Ahmed Joudi خالد أحمد الجودي --- Mustafa Moayad Hasan مصطفى مؤيد حسن
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2013 Volume: 19 Issue: 8 Pages: 933-951
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Modeling the microclimate of a greenhouse located in Baghdad under its weather conditions to calculate the heating and cooling loads by computer simulation. Solar collectors with a V-corrugated absorber plate and an auxiliary heat source were used as a heating system. A rotary silica gel desiccant dehumidifier, a sensible heat exchanger, and an evaporative cooler were added to the collectors to form an open-cycle solar assisted desiccant cooling system. A dynamic model was adopted to predict the inside air and the soil surface temperatures of the greenhouse. These temperatures are used to predict the greenhouse heating and cooling loads through an energy balance method which takes into account the soil heat gain. This is not included in conventional methods. The results showed satisfactory agreement with published papers. Also, the results of heating and cooling loads obtained revealed good agreement with those obtained from conventional methods when the soil heat gain is included. Two identical collectors in series of total area of 5.4m2 were employed as a heating system which provides an outlet air temperature of 30 oC at air mass flux of 0.06 kg/s.m2 at midday in January. While, a 65 oC outlet air temperature was achieved for the same mass flux at midday in August. The desiccant cooling system was operated in five operating modes; the ventilation mode and four recirculation modes with 20%, 50%, 70%, and 90% recirculation. The simulation results showed that a regeneration temperature of 60-70 oC is satisfactory for a cool supply air temperature of about 19.5 oC. Also, it was noted that 20-30 % recirculation of return air would result in suitable indoor greenhouse conditions for most periods of system operation. In addition, the coefficient of performance COP of the system was high compared with the conventional vapor compression systems.

يُعنى هذا البحث بنمذجة البيئه الداخلية لبيت زجاجي في بغداد وتحت ظروفها المناخية الحقيقية لحساب حملي التدفئه والتبريد بأستخدام تقنيه الحاسوب. مجمعات شمسيه ذات صفيحة امتصاص مضلعه ومصدر حراري مساعد استخدمت كمنظومة تدفئة مع قرص تجفيف دوار محشو بمادة تجفيفيه هي السيليكاجيل ومبادل حراري لأنتزاع الحرارة المحسوسه ومبرد تبخيري الى منظومة التدفئه لتكوين منظومة تبريد امتزازيه مفتوحه تعمل بمساعدة الطاقه الشمسيه. استخدمت النمذجة الديناميكية للتنبؤ بدرجتي حرارة هواء البيت الزجاجي وسطح تربته إذ تعد هاتين الدرجتين اساسيتين في حساب حملي التدفئه والتبريد للبيت الزجاجي بطريقة توازن الطاقه. هذه الطريقة وبخلاف الطرق التقليديه المتبعه تأخذ بنظر الأعتبار الكسب الحراري من سطح التربه. أظهرت النتائج تقارباً واضحاً مع نتائج نماذج اُخرى لبحوث منشورة. كما ان أحمال التدفئة والتبريد التي حسبت كانت متطابقة مع نتائج الطرق التقليديه عند اضافة الكسب الحراري من التربة الى تلك الطرق. اقتصرت منظومة التدفئة على زوج متماثل من المجمعات بمساحة كلية 5.4 م2 والتي أعطت هواء بدرجة حرارة 30o م وبمعدل تدفق 06,0 كغم/ثا لكل متر مربع من مساحة المجمع في منتصف النهار في شهر كانون الثاني. بينما تم الحصول على هواء بدرجة حرارة 65o م ولمعدل التدفق نفسه في منتصف النهار في شهر آب.تم تشغيل منظومة التبريد الأمتزازيه بخمس طرق تشغيل وهي نمط التهويه واربع انماط من اعادة التدوير; 20%, 50%, 70%, و 90% من الهواء الراجع. وقد أظهرت نتائج محاكاة المنظومه بأن درجة حرارة اعادة النتشيط بين 60-70 o م تعطي نتائج أفضل من حيث درجة حرارة تجهيز الهواء والتي بلغت تقريباً 19.5 o م عندما كانت الظروف الداخليه 28 o م و رطوبه نسبيه 70%. كذلك فأن تشغيل المنظومه مع تدوير الهواء الراجع بنسبة 20-30% يوفر ظروف ملائمه داخل البيت الزجاجي ولمعظم ساعات التشغيل. وجد ايضاً أن معامل أداء منظومة التبريد الامتزازيه عالي جداً مقارنة بأجهزة تكييف الهواء الأنضغاطية.


Article
Cooling Load Calculations For Typical Iraqi Roof And Wall Constructions Using Ashrae's RTS Method
حسابات حمل التبريد لتركيبات سقوف وجدران نموذجية عراقية باستخدام نظرية RTS لاشري

Authors: Khalid Ahmed Joudi خالد أحمد جودي --- Ali Naser Hussien علي ناصر حسين
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2015 Volume: 21 Issue: 5 Pages: 98-114
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The present work is an attempt to develop design data for an Iraqi roof and wall constructions using the latest ASHRAE Radiant Time Series (RTS) cooling load calculation method. The work involves calculation of cooling load theoretically by introducing the design data for Iraq, and verifies the results experimentally by field measurements. Technical specifications of Iraqi construction materials are used to derive the conduction time factors that needed in RTS method calculations. Special software published by Oklahoma state university is used to extract the conduction factors according to the technical specifications of Iraqi construction materials. Good agreement between the average theoretical and measured cooling load is obtained and the difference between them does not exceed 9.3%.

الدراسة الحالية هي محاولة لتقديم بيانات تصميمية لسقوف وجدران عراقية باستخدام أحدث الطرق المستخدمة من قبل جمعية اشري لحساب حمل التبريد وهي طريقة السلسلة الزمنية للإشعاع (RTS). يتضمن العمل حساب الحمل الحراري نظريا باستخدام ظروف العراق التصميمية, والتحقق منها بالقياسات العملية. تم استخدام المواصفات الفنية لمواد بناء عراقية لاشتقاق المعاملات الزمنية للتوصيل المطلوبة للعمليات الحسابية بطريقة (RTS). وقد استخدم برنامج خاص مصمم من قبل جامعة أوكلاهوما الأميركية لاستخراج المعاملات الزمنية للتوصيل وفقا للمواصفات الفنية لمواد البناء العراقية. وقد تم الحصول على توافق جيد بين معدل حمل التبريد المحسوب نظريا والمقاس عمليا ولم يتجاوز الفرق بينهما 9,3%.


Article
Internal Convective Heat Transfer Effect on Iraqi Building Construction Cooling Load
تأثير انتقال الحرارة الداخلي بالحمل على حمل التبريد لأبنية عراقية التركيب الإنشائي

Authors: Khalid Ahmed Joudi خالد أحمد جودي --- Ali Naser Hussien علي ناصر حسين
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2015 Volume: 21 Issue: 9 Pages: 119-134
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

This work involves the calculation of the cooling load in Iraqi building constructions taking in account the effect of the convective heat transfer inside the buildings. ASHRAE assumptions are compared with the Fisher and Pedersen model of estimation of internal convective heat transfer coefficient when the high rate of ventilation from ceiling inlet configuration is used. Theoretical calculation of cooling load using the Radiant Time Series Method (RTSM) is implemented on the actual tested spaces. Also the theoretical calculated cooling loads are experimentally compared by measuring the cooling load in these tested spaces. The comparison appears that using the modified Fisher and Pedersen model when large ventilation rate is used; modify the results accuracy to about 10%.

العمل الحالي يتضمن حساب حمل التبريد في تراكيب البناء العراقي مع الأخذ في الاعتبار تأثير انتقال الحرارة بالحمل داخل البناية. فرضية اشري قورنت مع طريقة فيشر وبدرسن في تخمين معامل انتقال الحرارة الداخلي عند استخدام معدلات عالية للتهوية لحالة تجهيز الهواء من السقف. تم احتساب حمل التبريد نظريا باستخدام طريقة السلسلة الزمنية للإشعاع RTSM)) لفضاءات اختبار حقيقية. كذلك فان حمل التبريد المحسوب نظريا تم مقارنته عمليا بقياس حمل التبريد في هذه الفضاءات. المقارنة أظهرت ان استخدام طريقة فيشر وبدرسن المعدلة لمعدلات كبيرة من التهوية, يحسن دقة النتائج لحدود تصل ل 10%.


Article
A Mathematical Model of a Thermally Activated Roof (TAR) Cooling System Using a Simplified RC-Thermal Model with Time Dependent Supply Water Temperature.
نموذج رياضي لمنظومة تبريد باستخدام سقف محفز حراريا باستخدام موديل RCالحراري المبسط باستخدام ماء متغير درجة الحرارة مع الوقت.

Authors: Khalid Ahmed Joudi خالد احمد جودي --- Kamal Mohammed Ali كمال محمد علي
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2016 Volume: 22 Issue: 1 Pages: 118-139
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents a computer simulation model of a thermally activated roof (TAR) to cool a room using cool water from a wet cooling tower. Modeling was achieved using a simplified 1-D resistance-capacitance thermal network (RC model) for an infinite slab. Heat transfer from the cooling pipe network was treated as 2-D heat flow. Only a limited number of nodes were required to obtain reliable results. The use of 6th order RC-thermal model produced a set of ordinary differential equations that were solved using MATLAB - R2012a. The computer program was written to cover all possible initial conditions, material properties, TAR system geometry and hourly solar radiation. The cool water supply was considered time dependent with the variation of the ambient wet bulb temperature. Results from RC-thermal modeling were compared with experimental measurements for a second story room measuring 5.5 m x 4 m x 3 m at Amarah city/ Iraq (31.865 ˚N, 47.128 ˚E) for 21 July, 2013. The roof was constructed of 200 mm concrete slab, 150 mm turf and 50 mm insulation. Galvanized 13 mm steel pipe coils were buried in the roof slab with a pipe occupation ratio of 0.12. The walls were constructed of 240 mm common brick with 10mm cement plaster on the inside and outside surfaces and 20 mm Styrofoam insulation on the inside surface and covered with PVC panel. Thermistors were used to measure the indoor and outdoor temperatures, TAR system water inlet and outlet temperatures and temperature distribution inside the concrete slab. The effect of pipe spacing and water mass flow rate were evaluated. Agreement was good between the experimental and RC-thermal model. Concrete core temperature reaches the supply water temperature faster for lower pipe spacing. Heat extracted from the space increased with water mass flow rate to an optimum of 0.0088 kg/s.m².

يستعرض هذا البحث نموذج محاكاة باستخدام الحاسوب للسقوف المنشطة حراريا ((TAR باستخدام ماء بارد من برج تبريد من النوع الرطب. تمت النمذجة باستخدام ما يسمى دائرة المقاومة- المتسعة الحرارية (نموذج (RC لسطح متناهي الابعاد. أعتبر انتقال الحرارة من شبكة الانابيب, ثنائي البعد(2-D) حيث نحتاج الى عدد قليل من العقد(nodes) للحصول على نتائج واقعية. أن استخدام النمذجة الحرارية(RC) من الرتبة السادسة سينتج عنه مجموعة من المعادلات التفاضلية الاعتيادية التي تم حلها باستخدام برنامج ماتلاب ((Matlab R2012a. تمت صياغة البرنامج بحيث يغطي كل الاحتمالات الممكنة من ظروف ابتدائية و نوع مواد البناء و ابعاد منظومة TAR و التغير الزمني في شدة الاشعاع الشمسي. أعتبر الماء البارد المجهز متغير درجة الحرارة بسبب التغير الزمني لدرجة الحرارة الرطبة للهواء الخارجي. قورنت النتائج المتحصلة من النمذجة الحرارية(RC)مع النتائج العملية المستخلصة من غرفة تقع في الطابق الثاني ذات ابعادx 5.5 x 4 3م في مدينة العمارة جنوب العراق (31.865 ˚N, 47.128 ˚E). يتركب السقف من 200 ملم خرسانة و 50 ملم عازل حراري و 150 ملم تراب. دفنت اربع شبكات انابيب من الحديد المغلون بقطر 13 ملم داخل الصبة الخرسانية للسقف مع نسبة اشغال انابيب بلغت 0.12. تتركب الجدران من 240 ملم طابوق عادي مع 10 ملم سمنت على جانبي الجدارين الداخلي و الخارجي و 20 ملم عازل الستايروفوم من الداخل الذي تم تغليفه بصفائح البلاستك الملونة. استخدمت متحسسات لقياس درجة حرارة الهواء الداخلية و الخارجية و درجة حرارة الماء الداخل و الخارج من منظومة TAR و التوزيع الحراري داخل الخرسانة. تمت دراسة تأثير التباعد بين الانابيب و الموقع العمودي لشبكة الانابيب داخل الخرسانة و تأثير معدل جريان الماء على اداء المنظومة. وجد ان هناك تطابق جيد بين النتائج العملية و تلك المتحصلة من نموذج RC الحراري وقد اعطى استخدام هذا النموذج نتائج قريبة من القياسات العملية. ان اقتراب درجة حرارة الخرسانة من درجة حرارة الماء المجهز يكون اسرع عند تباعد انابيب بمسافات اصغر. ازدادت الحرارة المسحوبة من الغرفة مع زيادة معدل جريان الماء الى 0.0088 كغم/ثا.م〖 و 〗^2بعدها كان هناك تغير طفيف.


Article
AN EXPERIMENTAL STUDY FOR A NEW DESIGN OF A STORAGE SOALR COLLECTOR
دراسة عملية لمجمع شمسي خازن ذو تصميم جديد

Authors: Khalid Ahmed Joudi خالد احمد جودي --- Imad Ahmed Hussein عماد احمد حسين --- Omer Khalil Ahmed عمر خليل احمد
Journal: AL-TAQANI مجلة التقني ISSN: 1818653X Year: 2014 Volume: 27 Issue: 4 Pages: E76-E88
Publisher: Foundation of technical education هيئة التعليم التقني

Loading...
Loading...
Abstract

An experimental study was carried out on a new design of a storage solar collector to verify its suitability for domestic use. The storage collector can be used as storage water tanks to replace the ordinary cubical or cylindrical tank commonly used in Iraqi houses. Experiments were carried out for both summer and winter weather conditions with and without hot water removal. The hourly system performance parameters were investigated systematically for all test conditions. These included the mean storage temperature and total stored energy. The day-long collection efficiency of the triangular collector under no load condition in winter (13-November-2004) was found to be 48.7% for a maximum mean storage temperature of 40.5 oC and a maximum hot water temperature at the tip of the collector of 65 oC. In summer (9-July-2004), the day-long collection efficiency was found to be 62.2% for a maximum mean storage temperature of 57 oC and a maximum hot water temperature of 70 oC. At continuous loading, the collection efficiency was 55.7% in winter, and 65.1% in summer. Also, in winter the maximum difference between the outlet and inlet water temperatures were 12 oC at 2 p.m. and 9 oC at the end of the day

يتضمن البحث دراسة عملية لتصميم جديد لمجمع شمسي خازن وتحقيق ملاءمته للاستخدامات المنزلية. يمكن استخدام المجمع الشمسي المقترح كخزان ماء بدلا من الخزانات المعتادة المكعبة أو الأسطوانية الشكل المستخدمة في البيوت العراقية. أجريت سلسلة تجارب منتظمة لدراسة أداء هذه المنظومة خلال فصلي الشتاء والصيف و بظروف تحميل و كذلك بدون تحميل وتم تحليل هذا الأداء لمختلف الظروف. تمت دراسة تأثير المتغيرات الأساسية على أداء المجمع الشمسي الخازن والتي تضمنت متوسط درجة حرارة الخزين وكفاءة المجمع. بلغت كفاءة المجمع الإجمالية بدون تحميل 48,7% لفصل الشتاء (13- تشرين الثاني -2004) بينما بلغت متوسط درجة حرارة الخزين العظمى حوالي 40.5 درجة مئوية و في فصل الصيف (9-تموز-2004) بلغت الكفاءة الإجمالية 62,2% وكان متوسط درجة حرارة الخزين العظمى نحو 57 درجة مئوية. في حالة التحميل المستمر بلغت الكفاءة 55,7% و 65,1% لفصلي الشتاء والصيف على التوالي وكان الفرق بين درجة حرارة الدخول والخروج في فصل الشتاء حوالي 12 درجة مئوية عند الثانية بعد الظهر و 9 درجة مئوية عند نهاية اليوم.

Listing 1 - 7 of 7
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (7)


Language

English (6)

Arabic and English (1)


Year
From To Submit

2016 (1)

2015 (2)

2014 (1)

2013 (2)

2012 (1)