بررسی عددی میدان جریان و دما جهت بهبود انتقال حرارت نانوسیال تحت تأثیر میدان مغناطیسی

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 مربی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد

چکیده

در این مقاله انتقال گرمای جابجایی توأم آزاد و اجباری در یک محفظه C-شکل حاوی نانوسیال به روش عددی بررسی شده است. این جریان از پایین محفظه وارد شده و از بالا خارج شده و دیوارهٔ در ارتباط با سیال در دمای Th در نظر گرفته شد. محفظه تحت اثر میدان مغناطیسی یکنواختی قرار دارد. معادلات حاکم بر جریان از روش حجم کنترل و استفاده از الگوریتم سیمپل حل شده‌اند و میدان‌های جریان، دما و میزان انتقال گرما پیش بینی شد. بررسی‌ها به ازای تغییر اعداد ریچاردسون (Ri)، رایلی (Re)، هارتمن (Ha) و درصد حجمی نانوذرات در حالت دائم انجام شده است. نتایج این بررسی حاکی نشان داد با افزایش عدد رایلی از 103 به 105، بیشترین مقدار افزایش انتقال حرارت (افزایش مقدار تایع جریان) از 0.9 به 16.06 m2/s است ولی با افزایش عدد ریچاردسون از 0.1 به 10، بیشترین کاهش انتقال حرارت از 11.02 به 5.58 m2/s اندازه‌گیری شد. مؤلفه‌های مورد بررسی در پژوهش حاضر به صورت همزمان، در کارهای دیگر مورد توجه قرار نگرفته است.

کلیدواژه‌ها


[1] Kennedy, K J and Zebib, A. Combined free and forced convection between horizontal parallel planes: some case studies. International Journal of Heat and Mass Transfer, 26(3):471–474, 1983.

[2] Zhao, Fu-Yun, Liu, Di, Tang, Li, Ding, Yu-Long, and Tang, Guang-Fa. Direct and inverse mixed convections in an enclosure with ventilation ports. International Journal of Heat and Mass Transfer, 52(19-20):4400–4412, 2009.

[3] Talebi, Farhad, Mahmoudi, Amir Houshang, and Shahi, Mina. Numerical study of mixed convection flows in a square lid-driven cavity utilizing nanofluid. International Communications in Heat and Mass Transfer, 37(1):79–90, 2010.

[4] Shahi, Mina, Mahmoudi, Amir Houshang, and Talebi, Farhad. Numerical study of mixed convective cooling in a square cavity ventilated and partially heated from the below utilizing nanofluid. International Communications in Heat and Mass Transfer, 37(2):201–213, 2010.

[5] Mahmoudi, Amir Houshang, Shahi, Mina, and Talebi, Farhad. Effect of inlet and outlet location on the mixed convective cooling inside the ventilated cavity subjected to an external nanofluid. International Communications in Heat and Mass Transfer, 37(8):1158–1173, 2010.

[6] Ghasemi, B, Aminossadati, S M, and Raisi, A. Magnetic field effect on natural convection in a nanofluid-filled square enclosure. International Journal of Thermal Sciences, 50(9):1748–1756, 2011.

[7] Kadri, S, Mehdaoui, R, and Elmir, M. A vertical magnetoconvection in square cavity containing a Al2O3+ water nanofluid: cooling of electronic compounds. Energy Procedia, 18:724–732, 2012.

[8] Rahman, Md M, Parvin, S, Rahim, N A, Islam, M R, Saidur, R, and Hasanuzzaman, M. Effects of Reynolds and Prandtl number on mixed convection in a ventilated cavity with a heat-generating solid circular block. Applied Mathematical Modelling, 36(5):2056–2066, 2012.

[9] Sheikholeslami, Mohsen and Seyednezhad, Mohadeseh. Simulation of nanofluid flow and natural convection in a porous media under the influence of electric field using CVFEM. International Journal of Heat and Mass Transfer, 120:772–781, 2018.

[10] Sheikholeslami, M., Ashorynejad, H.R., and Rana, P. Lattice boltzmann simulation of nanofluid heat transfer enhancement and entropy generation. Journal of Molecular Liquids, 214:86 – 95, 2016.

[11] Abu-Nada, E, Masoud, Z, and Hijazi, A. Natural convection heat transfer enhancement in horizontal concentric annuli using nanofluids. International Communications in Heat and Mass Transfer, 35(5):657–665, 2008.

[12] Brinkman, H C. The viscosity of concentrated suspensions and solutions. The Journal of Chemical Physics, 20(4):571, 1952.

[13] Maxwell, James Clerk. A treatise on electricity and magnetism, vol. 1. Oxford: Clarendon Press, 1873.