تحلیل انتقال حرارت درون محفظه با هندسه مختلف حاوی نانوسیال در حضور میدان مغناطیسی با وجود تولید/جذب حرارت به روش شبکه بولتزمن

محورهای موضوعی : انتقال حرارت

محمد نعمتی ¹ , رامین جهانگیری ² , مرتضی خلیلیان ³

1 - دانشکده مهندسی مکانیک-دانشگاه یزد-یزد-ایران
2 - دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
3 - دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

تاریخ دریافت : 1398/07/26 تاریخ پذیرش : 1398/11/28 تاریخ انتشار : 1398/12/01

کلید واژه: میدان مغناطیسی, جابجایی طبیعی, نانوسیال, روش شبکه بولتزمن, تغییر شکل دیواره, تولید/جذب حرارت,

چکیده مقاله :

در کار حاضر اثر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی نانوسیال آب-مس با لحاظ اثر حرکت براونی نانوذرات با تولید/جذب حرارت در محفظه با هندسه‌های مختلف به روش شبکه بولتزمن برسی شده است. دیواره عمودی سمت چپ محفظه در دو حالت گرمایش دما ثابت و گرمایش بصورت دما خطی و دیواره سرد محفظه در سه شکل مختلف (الف) مورب، (ب) منحنی و (ج) صاف بررسی شده است. تأثیر پارامترهایی از قبیل عدد هارتمن، کسر حجمی نانوذرات، ضریب تولید/جذب حرارت، شکل دیواره سرد و نوع گرمایش دیواره بر ماهیت جریان و انتقال حرارت ارزیابی شده است. نتایج نشان می‌دهد در تمامی حالات، افزایش قدرت میدان مغناطیسی و ضریب تولید/جذب حرارت سبب کاهش عدد ناسلت متوسط می‌شود که اثر عدد هارتمن در حالات مختلف، متفاوت است. بیشترین میزان انتقال حرارت مربوط به حالتی است که گرمایش دما ثابت وجود داشته باشد. اثر میدان مغناطیسی زمانی که دیواره سرد به شکل صاف است، بیشتر از حالات دیگر است. اثر افزودن نانوذرات به سیال پایه در کاهش و یا افزاییش عدد ناسلت متوسط به مقدار عدد هارتمن و ضریب تولید/جذب حرارت وابسته است.

چکیده انگلیسی:

In this work, natural convection in a two-dimensional enclosure with different shapes filled nanofluid with heat generating/absorbing in the presence of a magnetic field is simulated by LBM. The left vertical wall of the enclosure is examined in two modes: constant temperature heating and linear temperature heating and the cold wall of the enclosure in three different forms (a) diagonal, (b) curved and (c) smooth. The effect of parameters such as Hartmann number, nanoparticle volume concentration, heat generation/absorption coefficient, cold wall shape and type of wall heating on the nature of flow and heat transfer is evaluated. The results show that in all cases, increasing the Hartmann number and heat generation/absorption coefficient decrease the Nusselt number. The effect of Hartmann number in different states is different. The highest heat transfer also occurs when the vertical wall has a constant temperature. The effect of the magnetic field is greater when the cold wall is smooth. The effect of adding nanoparticles to the base fluid on decreasing or increasing the average Nusselt number depends on the Hartmann number and heat generation/absorption coefficient.