Developing compressible turbulent flow and heat transfer in circular tube with uniform injection or suction

يتضمن البحث الحالي دراسة نظرية عددية للجريان المضطرب الانضغاطي غير تام التطور مع انتقال الحرارة خلال مجرى أنبوبي مع حالة حقن أو سحب باستخدام طريقة الحل العددي لمعادلات الاستمرارية و الزخم و الطاقة مع معادلتي نموذج الاضطراب (k-ε) باستخدام طريقة الفروق المحددة (FDM), الحسابات العددية منفذة باستخدام الهواء كمائع عمل يمر خلال مجرى أنبوبي قطره (20) سم و طوله يساوي (130) قطر هايدروليكي, رقم رينولد للهواء يساوي (1.78 x 106) و برقم ماخ يساوي (M = 0.44), تم تسخين جدار الأسطوانة باستخدام شرط درجة حرارة الجدار ثابتة مرة و أخرى باستخدام شرط فيض حراري ثابت كذلك استخدم مرور الهواء عبر الجدار (vw) باتجاهين كشرطين حديين و بنسبة Ω =(vw/Uin), الأول في حالة خروج الهواء من الأنبوب (امتصاص) و كانت النسبة (0.001) و الأخرى دخول الهواء إلى الأنبوب (حقن) و كانت النسبة (-0.001). تحدث عملية التطور الهيدرودينمايكي و الحرارة آنيا". إمكانية الحل العددي تتضمن حساب الصفات الهيدروديناميكية مثل مركبات منحنيات السرعة و معامل الاحتكاك, هيكل الاضطراب مثل منحنيات إجهاد رينولدز و الطاقة الحركية المضطربة و اللزوجة الدوامية, كذلك تم حساب الصفات الحرارية مثل توزيع درجات و رقم نسلت و الفيض الحراري المضطرب لمنطقة الحساب. بينت النتائج زيادة طول الدخول الهيدروديناميكي و الحراري بزيادة رقم رينولدز, كما بينت أن حالة الامتصاص تسبب استواء منحنى السرعة و قصر طول الدخول الهيدروديناميكي و زيادة رقم نسلت بسبب نقصان معامل الاحتكاك الموضعي و العكس فإن الحقن يؤدي إلى تحدب منحنى السرعة و زيادة طول الدخول الهيدروديناميكي و انخفاض رقم نسلت مع نقصان في قيمة معامل الاحتكاك الموضعي. الطاقة الحركية المضطربة و الفيض الحراري المضطرب يقلان خلال عملية الامتصاص بنينما يزيدان خلال عملية الحقن. لتأكيد النتائج العددية فقد تم مقارنتها مع نتائج البحوث السابقة و كان التوافق بين النتائج جيدا و يؤكد موثوقية الخطوات العددية المقترحة في حسابات الجريان المضطرب و انتقال الحرارة خلال المجرى الأنبوبي. In the present work, a numerical study has been made for the developing compressible turbulent flow and heat transfer in circular tube with uniform injection or suction. The study included the numerical solution of the continuity, momentum and energy equations together with the two equations of the (k-ε) turbulence model, by using the Finite Difference Method (FDM). The air was used as the working fluid, and the circular passage was composed of tube with diameter (20.0) cm, and the length was 130 (hydraulic diameter). The Reynolds number of the flow was (Re = 1.78 x 106), and the Mach number (M = 0.44) the ratio of the transverse velocity at the wall (vw) to the axial velocity at inlet (Uin), Ω = (vw / Uin), for suction equal (0.001) and fo