بررسی تجربی انتقال حرارت جابجایی اجباری و افت فشار فروسیال در لولهU-شکل تحت میدان مغناطیسی متناوب

محورهای موضوعی : انتقال حرارت

علی اصلاحچی ¹ (گروه مهندسی مکانیک، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران)
محمد حسن نوبختی ² (استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران)
محمد بهشاد شفیعی ³ (دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران)
محمد حسین دیبایی بناب ⁴ (استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران)

تاریخ دریافت : 1399/01/25 تاریخ پذیرش : 1399/05/31 تاریخ انتشار : 1399/05/31

کلید واژه: افت فشار":"", ""."انتقال حرارت ":"", ""."میدان مغناطیسی":"", ""."لوله U-شکل":"", ""."فرو سیال,

چکیده مقاله :

در این مقاله رفتار هیدرودینامیکی و حرارتی جریان فرو سیال 〖Fe〗_3 O_4 در یک لوله‌یU-شکل افقی مسی به‌صورت تجربی تحت یک میدان مغناطیسی بر روی یک سطح پرداخته‌شده است.جریان از طریق یک لوله U-شکل ، با شار حرارتی یکنواخت در رینولدز پایین عبور می‌کند. هدف از این تحقیق بررسی تجربی تأثیرگذاری هر یک از پارامترهای درصد حجمی نانو ذرات، تغییرات عدد رینولدز ،خم انحنای لوله و تأثیر میدان مغناطیسی ثابت و متناوب بر روی افت فشار و انتقال حرارت جابجایی اجباری در لولهU-شکل بوده است. نتایج نشان داده است بیشترین عامل تأثیرگذار برافت فشار در لوله U-شکل ،عامل نسبی انحنای لوله به میزان %8/72 و بیشترین عامل تأثیرگذار برافزایش انتقال حرارت در لوله U-شکل افزایش نسبی عدد رینولدزهای مورد آزمایش، به میزان%144نسبت به سایر عوامل دیگر بوده است.لذا با معرفی شاخص عملکردη، بیشترین شاخص عملکرد، جهت کنترل هم‌زمان افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی و افت فشار در بهترین شرایط مورد آزمایش، مقدار 31/2 گزارش‌شده است.

چکیده انگلیسی:

In this paper, the hydrodynamic and thermal behavior of 〖Fe〗_3 O_4 ferrofluid flow is experimentally investigated in a horizontal U-shaped copper tube under a magnetic field on a surface. The flow passes through a U-shaped tube, with a uniform heat flux in the lower Reynolds. The aim of this study was to experimentally investigate the effect of each of the parameters of nanoparticle volume percentage, Reynolds number changes, tube curvature bending and the effect of constant and alternating magnetic field on pressure drop and forced convection heat transfer in U-shaped tube. The results show that the most effective factor on pressure drop in U-shaped tube, was the curvature of the pipe to about 72.8% and the most effective factor on increasing heat transfer in U-shaped tube, was the relative increase in the tested Reynolds numbers to about 144% compared to other factors. Therefore, with the introduction of performance index η, the highest performance index to simultaneously control the increase in heat transfer coefficient and pressure drop in the best tested conditions, is reported to be 2.31.