Dissertations / Theses on the topic 'Natural (free) convection'
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Swartz, Matthew M. "Experimental Study of Turbulent Natural Convective Condensation In the Presence of Non-Condensable Gas on Vertical and Inclined Surfaces." Research Showcase @ CMU, 2017. http://repository.cmu.edu/dissertations/918.
Full textNorris, Stuart Edward. "A Parallel Navier Stokes Solver for Natural Convection and Free Surface Flow." University of Sydney. Engineering, 2001. http://hdl.handle.net/2123/376.
Full textNorris, S. E. "A parallel Navier-Stokes solver for natural convection and free surface flow." Connect to full text, 2000. http://hdl.handle.net/2123/376.
Full textTitle from title screen (viewed Apr. 23, 2008). Submitted in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy to the Dept. of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering. Includes bibliography. Also available in print form.
Puthenveettil, Baburaj A. "Investigations On High Rayleigh Number Turbulent Free Convection." Thesis, Indian Institute of Science, 2004. http://hdl.handle.net/2005/140.
Full textYazicioglu, Burak. "Performance Of Rectangular Fins On A Vertical Base In Free Convection Heat Transfer." Master's thesis, METU, 2005. http://etd.lib.metu.edu.tr/upload/12605699/index.pdf.
Full textTsitsopoulos, Vasileios. "Modelling of buoyant flows associated with large area fires and indirect free convection." Thesis, University of Manchester, 2013. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/modelling-of-buoyant-flows-associated-with-large-area-fires-and-indirect-free-convection(7e849d5b-6b95-4534-b387-63387f5ff26f).html.
Full textJordam, Alice. "Implementação do método das características na modelagem de problemas de convecção natural em cavidades cilíndricas /." Bauru : [s.n.], 2010. http://hdl.handle.net/11449/91714.
Full textBanca: Helio Aparecido Navarro
Banca: Sergio Rodrigues Fontes
Resumo: A fluidodinâmica computacinal (CFD) tem sido utilizada, estudadda e implementada ao longa das duas últimas décadas na solução dos mais diversos problemas de engenharia. O princípio básico desta ciência é a aplicação de métodos numéricos em problemas que envolvam mecânica dos fluidos. Nesse contexto, este trabalho utiliza essa técnica para analisar o comportamento de um fluido incompreensível, que se encontra numa cavidade cilíndrica fechada onde as faces inferior e superior são adiabáticas e as superfícies laterais se encontram em diferentes temperaturas. Os perfis de velocidade e temperatura resultantes - ocasionados pela convecção natural - serão avaliados em todo o domínio do problema. Existe uma série de técnicas para a solução de problemas envolvendo escoamentos, sendo as mais comuns as que se utilizam do "Esquema de Passo Fracionado" proposto por Chorin no final da década de 60. Dentre as diversas soluções que se utilizam desta técnica, este trabalho optou pelo uso do método das características e do algoritmo CBS de solução proposto por Zienkiewicz e Codina (1995). Para a implementação do algoritmo de solução do problema proposto foi realizada uma discretização geral através do método dos elementos finitos usando-se de uma malha formada por elementos bilineares. A solução foi obtida a partir de um ambiente matemático adequado, a GNU-Octave (2008). Os resultados foram analisados para diferentes razões de curvatura, números de Rayleigh e métodos de solução, sendo plotados para as suas diversas variáveis buscando descrever o comportamento do fenônemo
Abstract: The Computational Fluid Dynamics (CFD) has been used, studied and performed through the last two decades to solve the series of problems in Engineering. The most basic aim of this science is the appliance of numerical methods in cases that envolve fluid mechanics. In this context, this work uses this technic to analyze the behaviour of an incompressible fluid, which is found in a closed cylindrical cavity, a place where the inferior and superior surfaces are adiabatic and the lateral surfaces are shown in different temperatures. The resultant profiles of speed and temperature - induced by the free convection - are going to be appraised in all the dominion of the problem. There is a set of technics to solve the problems which involve the drainage, but the most usual are those which use the techic "Fractional Step Method" offered by Chorin in the final of 60s. Among the several solutions that are solved through this technic, this research used the characteristics method and of the CBS algorthm, offered by Zienkiewicz e Codina (1995). For the implementation of the algorithm, it was realized a general discretization through the finite elements method, making use of a loop formed by bilinear elements. The resolution was obtained from an adequated mathematical ambient, the GNU-Octave (2008). The results were analysed for different curvature ratios, Rayleigh numbers and methods of solution, being plotted for its different variables searching to describe the behavior of the phenomenon
Mestre
Bagagli, Rafael Pavan. "Análise numérica da convecção natural em dispositivos solar integrados coletor-tanque /." Bauru : [s.n.], 2006. http://hdl.handle.net/11449/91723.
Full textBanca: Ivan De Domenico Valarelli
Banca: Carlos Alberto Carrasco Altemani
Resumo: Com a crise energética recente, houve uma nova conscientização da necessidade de utilização mais racional da energia. Desta feita, uma série de pesquisas com fontes alternativas de energia, que vinham sendo preteridos em função da impressão que a crise energética do início da década de 1970 havia passado, tem ganho nova força. Dentre todas as alternativas para aproveitamento de energia solar, uma das mais utilizadas são os chamados "sistemas domésticos de aquecimento de água". Este tipo de sistema, entretanto, ainda é complexo, constituído de uma série de dutos e conexões entre coletor e tanque armazenador, que contribuem para o elevado custo destes dispositivos. Uma alternativa para otimizar o custo final é o uso dos sistemas solar integrados coletor-tanque (ICS). Neste trabalho, foi avaliado o processo de movimentação natural do fluido em uma das geometrias mais comuns de sistemas deste tipo: a trapezoidal. Foi aplicada a condição de fluxo de calor constante na face inclinada para avaliação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: The recent energy crisis has developed a new conscience for necessity of rational energy use. Several works treating about renewable energy was stopped in past based in a false idea that the 1970's energy crisis was finished. Nowadays, these works have been retaken with the large use of solar energy in the Solar Domestic Hot Water Systems. However, this device is quite complex and has several components like pipes and fittings coupling solar collectors and storage tanks. This characteristic makes it an expensive system and bring difficulties for his large use. An alternative to turn it cheaper is the construction of a device with solar collector and storage tank integrated in one single component (ICS). In this work was done an evaluation of free convection process in a common geometry of this device: the trapezoidal shape. For this analysis, a constant heat flux condition was applied to the inclined face for evaluation of free convection process. Numerical results... (Complete abstract click electronic access below)
Mestre
Jordam, Alice [UNESP]. "Implementação do método das características na modelagem de problemas de convecção natural em cavidades cilíndricas." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2010. http://hdl.handle.net/11449/91714.
Full textCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
A fluidodinâmica computacinal (CFD) tem sido utilizada, estudadda e implementada ao longa das duas últimas décadas na solução dos mais diversos problemas de engenharia. O princípio básico desta ciência é a aplicação de métodos numéricos em problemas que envolvam mecânica dos fluidos. Nesse contexto, este trabalho utiliza essa técnica para analisar o comportamento de um fluido incompreensível, que se encontra numa cavidade cilíndrica fechada onde as faces inferior e superior são adiabáticas e as superfícies laterais se encontram em diferentes temperaturas. Os perfis de velocidade e temperatura resultantes - ocasionados pela convecção natural - serão avaliados em todo o domínio do problema. Existe uma série de técnicas para a solução de problemas envolvendo escoamentos, sendo as mais comuns as que se utilizam do Esquema de Passo Fracionado proposto por Chorin no final da década de 60. Dentre as diversas soluções que se utilizam desta técnica, este trabalho optou pelo uso do método das características e do algoritmo CBS de solução proposto por Zienkiewicz e Codina (1995). Para a implementação do algoritmo de solução do problema proposto foi realizada uma discretização geral através do método dos elementos finitos usando-se de uma malha formada por elementos bilineares. A solução foi obtida a partir de um ambiente matemático adequado, a GNU-Octave (2008). Os resultados foram analisados para diferentes razões de curvatura, números de Rayleigh e métodos de solução, sendo plotados para as suas diversas variáveis buscando descrever o comportamento do fenônemo
The Computational Fluid Dynamics (CFD) has been used, studied and performed through the last two decades to solve the series of problems in Engineering. The most basic aim of this science is the appliance of numerical methods in cases that envolve fluid mechanics. In this context, this work uses this technic to analyze the behaviour of an incompressible fluid, which is found in a closed cylindrical cavity, a place where the inferior and superior surfaces are adiabatic and the lateral surfaces are shown in different temperatures. The resultant profiles of speed and temperature - induced by the free convection - are going to be appraised in all the dominion of the problem. There is a set of technics to solve the problems which involve the drainage, but the most usual are those which use the techic Fractional Step Method offered by Chorin in the final of 60s. Among the several solutions that are solved through this technic, this research used the characteristics method and of the CBS algorthm, offered by Zienkiewicz e Codina (1995). For the implementation of the algorithm, it was realized a general discretization through the finite elements method, making use of a loop formed by bilinear elements. The resolution was obtained from an adequated mathematical ambient, the GNU-Octave (2008). The results were analysed for different curvature ratios, Rayleigh numbers and methods of solution, being plotted for its different variables searching to describe the behavior of the phenomenon
Angelo, Gabriel. "Análise numérica da dinâmica do escoamento em circuitos de circulação natural." Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85133/tde-20092013-092635/.
Full textNatural circulation loops apply to many engineering applications such as: water heating solar energy system (thermo-siphons), thermal management of electrical components (voltage converter), geothermal energy, nuclear reactors, etc. In pressurized water nuclear reactors, known as PWR\'s, the natural circulation loops are employed to ensure passive safety. In critical situations, the heat transfer will occur only by natural convection, without any external control or mechanical devices. This feature is desired and has been considered in modern nuclear reactor projects. This work consists of a numerical study of the natural circulation loop, located at the Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares / Comissão Nacional de Energia Nuclear in São Paulo, Brazil, in order to establish the ow pattern in single phase conditions. The comparison of numerical results to experiments in transient condition revealed significant deviations for the Zero Equation turbulence model. Intermediate deviations for the Eddy Viscosity Turbulence Equation (EVTE), k - ω, SST e SSG models. And the best results are obtained by the k - ε e DES models (with better results for the k - ε model).
Bagagli, Rafael Pavan [UNESP]. "Análise numérica da convecção natural em dispositivos solar integrados coletor-tanque." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2006. http://hdl.handle.net/11449/91723.
Full textCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Com a crise energética recente, houve uma nova conscientização da necessidade de utilização mais racional da energia. Desta feita, uma série de pesquisas com fontes alternativas de energia, que vinham sendo preteridos em função da impressão que a crise energética do início da década de 1970 havia passado, tem ganho nova força. Dentre todas as alternativas para aproveitamento de energia solar, uma das mais utilizadas são os chamados sistemas domésticos de aquecimento de água. Este tipo de sistema, entretanto, ainda é complexo, constituído de uma série de dutos e conexões entre coletor e tanque armazenador, que contribuem para o elevado custo destes dispositivos. Uma alternativa para otimizar o custo final é o uso dos sistemas solar integrados coletor-tanque (ICS). Neste trabalho, foi avaliado o processo de movimentação natural do fluido em uma das geometrias mais comuns de sistemas deste tipo: a trapezoidal. Foi aplicada a condição de fluxo de calor constante na face inclinada para avaliação...
The recent energy crisis has developed a new conscience for necessity of rational energy use. Several works treating about renewable energy was stopped in past based in a false idea that the 1970's energy crisis was finished. Nowadays, these works have been retaken with the large use of solar energy in the Solar Domestic Hot Water Systems. However, this device is quite complex and has several components like pipes and fittings coupling solar collectors and storage tanks. This characteristic makes it an expensive system and bring difficulties for his large use. An alternative to turn it cheaper is the construction of a device with solar collector and storage tank integrated in one single component (ICS). In this work was done an evaluation of free convection process in a common geometry of this device: the trapezoidal shape. For this analysis, a constant heat flux condition was applied to the inclined face for evaluation of free convection process. Numerical results... (Complete abstract click electronic access below)
Malateaux, Ezequiel Costa 1987. "Análise numérica da transferência de calor de um cilindro horizontal isotérmico isolado excentricamente por convecção natural e radiação." [s.n.], 2013. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/263415.
Full textDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
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Resumo: A transferência de calor em cilindros horizontais isolados é de grande importância na indústria tanto no caso em que se pretende minimizar a dissipação térmica (quando dutos isolados são usados no transporte de fluidos), como quando se pretende maximizá-la (no caso de cabos de eletricidade revestidos, por exemplo). Em ambas as situações, convecção natural e radiação térmica estão presentes, podendo ser consideradas como os principais mecanismos envolvidos de dissipação térmica. Normalmente o isolamento térmico é circular e concêntrico ao cilindro. No entanto, o coeficiente convectivo e a temperatura da superfície não são constantes ao redor do cilindro, levando a crer que a adoção de isolantes concêntricos pode não ser o melhor método de se distribuir o isolante. Assim, se um isolamento excêntrico for adotado, a temperatura superficial deve apresentar variação ainda maior, alterando o escoamento ao redor do cilindro e, portanto, as perdas térmicas. No presente trabalho é apresentada uma análise numérica da dissipação térmica em cilindros horizontais isotérmicos isolados excentricamente expostos a convecção natural (Pr= 0,715) e a radiação. A condução na camada de isolante foi resolvida analiticamente (através do uso do sistema de coordenadas bicilíndricas) e integrada numericamente. A partir da temperatura obtida para a superfície externa do isolante, o software PHOENICS foi utilizado para resolver o problema de convecção natural, fornecendo um novo perfil para o coeficiente convectivo. Para cada caso, algumas iterações foram necessárias para se alcançar a convergência. Os parâmetros analisados são a emissividade da superfície externa, a razão entre os raios externo e interno do isolante, a razão entre as condutividades térmicas do isolante e do ar, o número de Rayleigh (definido de forma a ser independente dos outros parâmetros) e a excentricidade do isolante. A dissipação e a temperatura superficial local são mostradas graficamente, assim como os campos de temperatura e velocidade do escoamento. Uma equação é sugerida para a determinação da influência da excentricidade sobre o calor total dissipado em função da razão entre as resistências térmicas de convecção natural-radiação e a resistência térmica de condução, para determinada razão de raios e excentricidade
Abstract: Heat transfer in horizontal insulated cylinders is of importance in industry as when one wants to reduce the heat dissipation (when insulated ducts are used to transport fluids), as when one wants to enhance it (in the case of covered electric cables, for example). In both cases, free convection and thermal radiation are present and can be considered as the main mechanisms of heat dissipation. Generally, the insulating layer is round and is arranged concentrically in the cylinder. However, the heat transfer coefficient and the surface temperature are not constant around the cylinder, raising the point that the use of concentric insulation may not be the best way to arrange the insulating layer. Thus, if an eccentric layer is used, the surface temperature should have a larger variation, changing the flow around the cylinder and, therefore, the heat dissipation. A numerical analysis of the heat dissipation in horizontal isothermal eccentrically insulated cylinders exposed to free convection (Pr= 0,715) and radiation is presented. The conduction through the insulating layer was solved analytically (using the bicylindrical coordinate system) and integrated numerically. From the solution for the surface temperature, the PHOENICS software was used to solve the problem of free convection, giving a new profile for the heat transfer coefficient. For each case, some iterations were necessary to reach convergence. The parameters analyzed were the emissivity of the external surface, the ratio between the outer and the inner radius of the insulating layer, the ratio between the insulation and the air thermal conductivities, the Rayleigh number (defined in such a way to be independent of the other parameters) and the eccentricity of the insulation. The heat dissipation and the surface temperature are shown graphically, as well as the temperature and velocity flow fields. An equation is suggested to define the importance of the eccentricity over the total heat as a function of the ratio between the free convection-radiation thermal resistance and the conduction thermal resistance, for a given ratio of radius and eccentricity
Mestrado
Termica e Fluidos
Mestre em Engenharia Mecânica
Maquet, Jean. "Contribution à l'étude des mécanismes de surstabilité d'une surface libre chauffée par un laser ou un fil chaud." Rouen, 1987. http://www.theses.fr/1987ROUES047.
Full textНеїло, Роман Володимирович. "Теплообмін та гідродинаміка коридорних пучків горизонтальних циліндрів в умовах вільної конвекції." Thesis, НТУУ "КПІ", 2016. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/17595.
Full textIn the investigation are developed heat and mass transfer theory around horizontal cylinders which depends on heat flux and several constructive characteristics: presents or absence of vertical walls, other horizontal cylinders placed close to each other. Results of dynamic and temperature field visualization are also presented. These results made our knowledge significantly deeper in a part of heat and mass transfer mechanism during natural convection around cylinder systems. Cylinder, placed inside a vertical channel, has variable heat transfer coefficient, which depend on channel geometrical characteristic. If a cylinder will be placed inside the channel with optimal characteristic, its heat transfer coefficient will be increased around 20%. These optimal width is 2,2-2,3 cylinder diameter. Heat transfer coefficient of cylinder bundl is deeply depends on its constructive characteristic. Based on obtained results, formulas and calculation algoritm of heat transfer coefficient was developed, take into consideration several variables.
Диссертационная работа посвящена исследованию теплогидравлических процессов вокруг цилиндрических поверхностей теплообмена в зависимости от изменения режимных параметров процесса и конструктивных характеристик окружения: наличия адиабатных стенок канала, соседних цилиндров в горизонтальном и/или вертикальном направлениях. В работе представлены результаты визуализации динамического поля и поля температуры теплоносителя, которые позволили значительно углубить знания о механизмах тепло- и массопереноса, более точно и обосновано описать изучаемые процессы и результаты исследования. Кроме этого, проведення работа по визуализации исследуемых процессов разрешила проявить коренные изменения в динамическом поле вокруг горизонтального цилиндра (в частности, при его размещении в вертикальном канале), развитию теплового следа над цилиндром в большом объеме, в и над системой цилиндров. Полученные результаты исследования позволили, в изученном диапазоне изменения режимных и конструктивных характеристик, описать влияние этих факторов на коэффициенты теплоотдачи и характеристики движения теплоносителя вокруг системы цилиндров, вывести зависимости для расчета коэффициентов теплоотдачи с учетом такого влияния. В частности показано, что при размещении горизонтального цилиндра в вертикальном щелевидном канале возможно значительное изменение условий течения теплоносителя, что, в свою очередь, может приводить как к повышению, так и понижению интенсивности теплоотдачи на поверхности такого цилиндра. Впервые предложена диаграмма теплогидравлических режимов, которая позволяет уже на этапе конструирования теплообменной поверхности и её окружения ответить на вопрос об оптимальности выбранной конструкции. Кроме инженерных методик расчета интенсивности теплоотдачи от цилиндров в различных условиях, в работе представленные рекомендации по проектированию цилиндрических теплообменных поверхностей, которые рассчитаны на работу в условиях свободной конвекции и учитывают вскрытые изменения динамического и температурного полей при изменении конструктивного окружения цилиндров. В частности, среди таких рекомендацый не обходимо выделить следующие: интенсивность теплоотдачи значительно снижается при формировании пучка цилиндров с малими вертикальным и горизонтальным шагом установки элементов системы; при этом, большее значение имеет вертикальный шаг установки цилиндров; интенсивность теплоотдачи от цилиндров пучка равная такой для одиночного горизонтального цилиндра в большом объеме достигается при относительном вертикальном шаге их установки равном 5,0; впервые предложена и обоснована методика разделения системы цилиндров на отдельные группы при расчете локального и среднего коэффициента теплоотдачи, что позволяет учитывать особенности теплогидравлических процессов внутри системы; показано, что интенсивность теплоотдачи от глубинных цилиндров в системе до 11 элементов, устанавливается равной, примерно, среднему значению между интенсивностями теплоотдачи второго и третього цилиндров; интенсивность теплоотдачи вдоль течения теплоносителя сильно зависит от геометрических характеристик системы и может как уменшаться (при малых вертикальних шагах установи цилиндров), так и увеличиваться (при наибольших из исследованных).
Schaake, Katrin, and Sebastian Manzke. "Strömungssimulation und experimentelle Untersuchung für innovative Verflüssiger auf Basis neuartiger Rohre." Thesis, Technische Universitaet Bergakademie Freiberg Universitaetsbibliothek "Georgius Agricola", 2009. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:105-25345.
Full textIn this work novel flat tubes used as rear panel condensers in the household refrigeration technology are examined with numerical and dynamic simulations as well as experiments. Therefore different overflowed lengths and the influence of horizontal spacing on the heat transfer by free convection are taken into consideration. The CFD calculations are realized with the software Fluent 3.6.26, where the RNG-k-epsilon turbulence model and discrete ordinates for an additional modelling of radiation heat transfer are applied. For the verification, experimental studies with natural convection are carried out. Likewise, a compact condenser is experimentally analysed in forced convection. With a new model for the liquefier a domestic refrigerator is also dynamically simulated in Modelica 2.2.1. This work shows that the use of a flat tube condenser has a great potential of a competitive alternative to conventional liquefiers
Chakraborty, Prodyut Ranjan. "Free Convection In Horizontal Cavity Heated From Top Containing Air And A Condensing Vapor." Thesis, 2004. http://etd.iisc.ernet.in/handle/2005/1247.
Full textPerera, Ranmal. "Unsteady Free Convection from Elliptic Tubes at Large Grashof Numbers." Thesis, 2008. http://hdl.handle.net/10012/3966.
Full textDe, Prabir Kumar. "Free Convection In A Horizontal Cavity Containing Air And A Condensable Vapour." Thesis, 1997. http://etd.iisc.ernet.in/handle/2005/2151.
Full textTarasing, Bhoite Mayur. "Numerical Study Of Laminar And Turbulent Mixed Convection In Enclosures With Heat Generating Components." Thesis, 2008. http://hdl.handle.net/2005/794.
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