External Forced Convection

Flow Over Flat Plate

Topik aliran ke atas plat rata (flow over flat plate) merupakan asas yang sangat penting dalam memahami konveksi paksa. Ia melibatkan analisis aliran bendalir, sama ada cecair atau gas, yang bergerak selari merentasi permukaan rata seperti dinding licin atau plat logam, serta bagaimana haba dipindahkan antara permukaan dan bendalir tersebut. 

Kajian ini memberi tumpuan kepada pembentukan lapisan sempadan hidrodinamik dan terma, yang bermula dari bahagian hadapan plat dan semakin menebal sepanjang arah aliran. Pada peringkat awal, aliran lazimnya berada dalam keadaan laminar, sebelum beralih kepada turbulen apabila jarak atau kelajuan aliran meningkat. Peralihan ini memberi kesan besar terhadap kadar pemindahan haba konvektif.

Parameter penting yang dianalisis termasuk nombor Reynolds (Re) bagi menentukan rejim aliran, nombor Nusselt (Nu) untuk menilai keberkesanan pemindahan haba, serta pekali pemindahan haba konvektif (h). Topik aliran ke atas plat rata sering digunakan sebagai model asas dalam kejuruteraan pemindahan haba kerana kesederhanaannya, dan menjadi rujukan penting dalam reka bentuk penukar haba, sistem penyejukan, dan analisis permukaan terdedah kepada aliran bendalir.

Flow Over Cylinder (bluff body)

Topik aliran sekitar bluff body merupakan kajian asas yang penting kerana ia melibatkan fenomena pemisahan aliran (flow separation), pembentukan jejak aliran (wake), dan pusaran vorteks di belakang objek. Bluff body merujuk kepada objek yang mempunyai bentuk tumpul atau tidak aerodinamik, seperti silinder, sfera, atau bongkah segi empat, yang menyebabkan aliran bendalir tidak dapat mengikuti kontur permukaan sepenuhnya. 

Kajian ini memberi tumpuan kepada interaksi kompleks antara aliran bendalir dan permukaan objek, terutamanya bagaimana pemisahan lapisan sempadan mempengaruhi pemindahan haba konvektif. Berbeza dengan plat rata, aliran sekitar bluff body sering menjadi tidak stabil dan menghasilkan fenomena vortex shedding yang meningkatkan atau mengurangkan kadar pemindahan haba bergantung kepada keadaan aliran.

Parameter penting yang dianalisis termasuk nombor Reynolds (Re) untuk menentukan rejim aliran (laminar, peralihan, atau turbulen), nombor Nusselt (Nu) bagi menilai keamatan pemindahan haba konvektif, serta pekali seretan (drag coefficient) yang berkait rapat dengan kehilangan tenaga aliran. Topik ini amat relevan dalam aplikasi kejuruteraan seperti penyejukan paip, penukar haba, bangunan terdedah kepada angin, dan komponen mekanikal yang terdedah kepada aliran udara atau bendalir.