بررسی تغییر جهت میدان مغناطیسی بر انتقال گرمای درون حفره باز مربعی پر شده از نانوسیال آب-مس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، موسسه آموزش عالی اقبال لاهوری، مشهد، ایران

چکیده

در این تحقیق تاثیر تغییر جهت میدان مغناطیسی بر انتقال گرمای جابجایی توأم در یک محفظه مربعی باز پرشده از نانوسیال آب-مس، به روش حجم محدود و توسط الگوریتم SIMPLE در حالت پایا و آرام بررسی شده است. دیواره کف حفره، گرم و سایر دیواره‌ها عایق هستند. سیال سرد از کانال بالای حفره، وارد شده و از سمت دیگر خارج می شود. در این تحقیق، اثر تغییر کسر حجمی، هارتمن، رینولدز، رایلی و ریچاردسون بر انتقال گرما و عدد ناسلت بررسی شده است. همچنین تغییر جهت میدان مغناطیسی روی رایلی، رینولدز و کسرحجمی های مختلف نسبت به عدد ناسلت مطالعه گردیده است. نتایج نشان می دهد، با افزایش کسر حجمی، رینولدز و رایلی بر میزان انتقال گرما افزوده می شود. در صورتی که با افزایش میزان ریچاردسون در رایلی ثابت و افزایش عدد هارتمن از مقدار ناسلت و انتقال گرما کم می‌گردد. نتیجه مهم دیگر اینکه هنگام اعمال میدان مغناطیسی افقی نسبت به میدان عمودی، انتقال گرما به مراتب کمتر است. عملکرد میدان های مغناطیسی هم راستا ولی غیر هم جهت بر کانتورهای دما،  خطوط جریان و انتقال گرما کاملاً مشابه است. 

کلیدواژه‌ها


[1] Oztop, H. F., Dagtekin, I., Mixed convection in two-sided lid driven differentially heated square cavity, Int. J.o Heat and Mass Transfer, vol. 47, pp.1761-1769, 2004.
[2] Sharif, M. A. R., “Laminar mixed convection in shallow inclined driven cavities with hot moving lid on top and cooled from bottom”, Applied Thermal Engineering, vol. 27, pp. 1036-1042, 2007.
]3[  خراتی کوپایی، م. و.، جلوداری، ا.، مطالعه عددی روش‌های مؤثر جهت افزایش انتقال حرارت در حالت ترکیبی درون حفره تحت تأثیر میدان مغناطیسی، مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس، دوره‌ی14،  شماره‌ی3، ص ص. 69-77، خرداد 1393.
[4] Chamkha, A.J., Abu-Nada, E., Mixed convection flow in single and double-lid driven square cavities filled with water-  nanofluids: Effect of viscosity models, Europian Journal of Mechanicanics B/Fluids, doi: 10.1016/j. euromechflu, 2012.
[5] Abu-Nada, E., and Oztop, H.F., Effect of inclination angle on natural convection in enclosures filled with cu-water nanofluid, Int. J. Heat Fluid Flow Vol. 30, pp. 669– 678, 2009.
[6] Pirmohammadi, M. Ghassemi, M., " Effect of magnetic field on convection heat transfer inside a tilted square enclosure", Int. Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 36, pp. 776–780, 2009.
[7] Kefayati, G.R., Gorji-Bandpy, M., Sajjadi, H., Ganji, D.D., Lattice Boltzmann simulation of MHD mixed convection in a lid-driven square cavity with linearly heated wall, Scientia Iranica, Transactions B: Mechanical Engineering, No. 19, pp. 1053–1065, 2012.
[8] Sathiyamoorthy, M., Chamkha, A., Effect of magnetic field on natural convection flow in a liquid gallium filled square cavity for linearly heated side wall(s), International Journal of Thermal Sciences, No. 49,pp. 1856-1865, 2010.
]9[ شیخ‌زاده، ق.ع.، بابائی، م. ر، رحمانی، و. ، پیرمحمدی، م.،  بررسی تأثیر اعمال میدان مغناطیسی بر میدان دما و انتقال حرارت در یک محفظۀ دوبعدی ، کنفرانس سالانه فیزیک ایران، دانشگاه کاشان ، ص ص.122-125 ، 1387.
[10] Moallemi, M. K., Jang, K.S., Prandtl number effect on laminar mixed convection heat transfer in a lid-driven cavity, Int. J. Heat Mass Tran., Vol. 35, pp. 1881-1892, 1992.
[11] Nardini, G., Paroncini, M., Vitali , R ., Experimental and Numerical Heat Transfer Tests in a Square Cavity: First Results, Advances in Modern Mechanical Engineering.
]12[ نوری، ر.، گرجی، م.، دو میری گنجی، د.، بررسی عددی اثر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت  اجباری نانوسیال، در یک کانال سینوسی شکل، مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس، دوره‌ی13، شماره‌ی14،    ص ص. 43-55، اسفند1392.
]13[  ملک پور، ع.، قاسمی، ب.، بررسی اثر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیال در محفظه مثلثی، مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس، دوره‌ی13، شماره‌ی3، ص ص. 10-21، خرداد1392.
[14] Teamah, M.A., Sorour, M.M., El-Maghlany, W.M., Afifi, A., Numerical simulation of double diffusive laminar mixed convection in shallow inclined cavities with moving lid, Alexandria Engineering Journal, No.52, pp. 227–239, 2013.
[15] Elsherbiny, S.M., Ragab, E.H., Laminar natural convection in inclined rectangular cavities with a localized heat source, Alexandria Engineering Journal,  No.52, pp.249–257, 2013.
[16] Billah, M.M., Munshi, M.J.H., Azad, A. K., S.Uddin, M., Rahman, M.M., Numerical simulation of magneto-hydro dynamics mixed convection in an open channel having a semi circular heater, Journal of Naval Architecture and Marine Engineering, No. 9, pp. 81-90, 2012.
]17[ عباسیان آرانی، ع. ا.، حاتمی نصار، ن .، رضایی، م.، جابجایی توأم درون یک محفظه ذوزنقه‌ای حاوی نانوسیال آب-مس، مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس، دوره‌ی14، شماره‌ی6، ص ص.41-51، مرداد 1393
[18] Rahman, M.M., Parvin, S., Saidur, R., Rahim, N.A., Magnetohydrodynamic mixed convection in a horizontal channel with an open cavity, International Communications in Heat and Mass Transfer, No. 38, pp. 184–193, 2011.
[19] Rahman, M.M., Öztop, H.F., Rahim, N.A., Saidur, R., Al-Salem, K., Amin,  N., Mamun, M.A.H., Ahsan, A., Computational analysis of mixed convection in a channel with a cavity heated from different sides, International Communications in Heat and Mass Transfer, No. 39, pp. 78–84, 2012.
[20] صادقی، ص.، قاسمی، ب .، انتقال حرارت جابجایی توأم نانوسیال در یک کانال مورب تحت میدان مغناطیسی، مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس، دوره‌ی13، شماره‌ی7، ص ص. 18-31، مهر1392.