Published December 1992 | Version v1
Journal article

Simultaenous heat and mass transfer under unsteady mixed convection along a vertical slender cylinder embedded in a porous medium

  • 1. Indian Inst. of Tech., Bangalore (India). Dept. of Applied Mathematics

Description

Unsteady laminar mixed convection flow (combined free and forced convection flow) along a vertical slender cylinder embedded in a porous medium under the combined buoyancy effect of thermal and species diffusion has been studied. The effect of the permeability of the medium as well as the magnetic field has been included in the analysis. The partial differential equations with three independent variables governing the flow have been solved numerically using an implicit finite difference scheme in combination with the quasilinearization technique. Computations have been carried out for accelerating, decelerating and oscillatory free stream velocity distributions. The effects of the permeability of the medium, buoyancy forces, transverse curvature and magnetic field on skin friction, heat transfer and mass transfer have been studied. It is found that the effect of free stream velocity distribution is more pronounced on the skin friction than on the heat and mass transfer. The permeability and magnetic parameters increase the skin friction, but reduce the heat and mass transfer. The skin friction, heat transfer and mass transfer are enhanced due to the buoyancy forces and curvature parameter. The heat transfer is strongly dependent on the viscous dissipation parameter and the Prandtl number, and the mass transfer on the Schmidt number. (orig.)

Abstract (German)

Untersucht wurde die instationaere laminare Mischkonvektion laengs eines vertikalen, in einem poroesen Medium eingebetteten Zylinders unter kombinierten Auftriebseffekten von thermischer und spezieller Diffusion. Der Einfluss der Permeabilitaet des Mediums sowie des magnetischen Feldes wurden in die Betrachtungen einbezogen. Die partiellen Differentialgleichungen mit drei unabhaengigen Variablen, welche die Stroemung beschreiben, wurde numerisch anhand des Schemas der endlichen Differenzen in Verbindung mit der Technik der Quasilinearisation geloest. Berechnungen fuer die beschleunigte, verzoegerte und oszillierende Geschwindigkeitsverteilung der freien Stroemung sind durchgefuehrt worden. Untersucht wurden ebenfalls die Effekte der Permeabilitaet des Mediums, der Auftriebskraefte, der transversalen Kruemmung, des magnetischen Feldes auf die Oberflaechenreibung sowie die Waerme- und Stoffuebertragung. Es wurde festgestellt, dass die Geschwindigkeit mehr Einfluss auf die Oberflaechenreibung als auf die Waerme- und Stoffuebertragung hat. Die Oberflaechenreibung sowie die Waerme- und Stoffuebertragung werden durch die Auftriebskraefte und die Kruemmungsparameter verbessert. Die Waermeuebertragung ist stark abhaengig von den Parametern der viskosen Dissipation und der Prandtl-Zahl; die Stoffuebertragung von der Schmidt-Zahl. (orig.)

Additional details

Publishing Information

Journal Title
Waerme- und Stoffuebertragung
Journal Volume
28
Journal Issue
1/2
Journal Page Range
p. 97-105.
ISSN
0042-9929
CODEN
WASBBW