انتقال حرارت جابجائی اجباری روی سه لوله با آرایش مثلثی در نانو سیال آب-آلومینا تحت اثر میدان مغناطیسی

محورهای موضوعی : انتقال ارتعاشات

امین نیک الهام ¹ (گروه مهندسی مکانیک ، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران)
ولی انجیل الی ² (گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مکاترونیک، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران)
نیما وزیری ³ (گروه فیزیک، دانشکده علوم، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران)
زهرا پولائی موزیرجی ⁴ (گروه مهندسی مکانیک ، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران)

تاریخ دریافت : 1399/12/05 تاریخ پذیرش : 1400/02/22 تاریخ انتشار : 1400/03/20

کلید واژه: میدان مغناطیسی, نانوسیال, جابجائی اجباری, زاویه میدان مغناطیسی, سه لوله با آرایش مثلثی,

چکیده مقاله :

در این تحقیق انتقال حرارت جابجائی اجباری روی لوله‌های گرم با چیدمان مثلثی در نانوسیال آب-آلومینا در یک میدان مغناطیسی مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات ناویر استوکس و انرژی با استفاده از روش المان محدود در مقاله حاضر گسسته و حل شده است. یک مدل تجربی تابعی از دما، قطر نانوذره و کسر حجمی نانوذرات برای برآورد لزجت و ضریب انتقال حرارت هدایتی بکار گرفته شده است. محدوده 100≤Re≤200، 0≤Ha≤100، 0≤fe≤0.06 و gama=0ᵒ,90ᵒ تعریف شده است. نتایج مربوط به خطوط جریان، ناسلت متوسط لوله‌های ردیف اول و دوم و متوسط ناسلت سه لوله ارائه و مورد بحث قرار گرفته است. وجود نانوذرات موجب افزایش انتقال حرارت و میدان مغناطیسی موجب نظم یافتگی جریان و در ابتدا کاهش انتقال حرارت می‌شود و پس از آن با افزایش اثر میدان انتقال حرارت افزایش میابد.

چکیده انگلیسی:

In the present study, the forced convection of alumina-water nanofluid over three staggered circular cylinder inside a magnetic field is investigated. The Navier Stokes and the energy equations are discretized using the finite elements method. An experimental model as a function of temperature, the nanoparticles diameter, and the volume fraction of the nanofluid is utilized for calculating the viscosity and the conductivity coefficient of the nanofluid. The ranges of the main parameters, including the Reynolds numbers, the Hartman numbers, the volume fractions of the nanofluid and the angles of magnetic field are 100≤Re≤200, 0≤Ha≤100, 0≤fe≤0.06 and gama=0ᵒ,90ᵒ, respectively. The results of the stream lines, the average Nusselt number of the first and the second rows of tubes and the average Nusselt number of the three circular cylinders are presented and discussed. The results show that using of the nanoparticles increases the heat transfer. Also, utilizing of the magnetic field causes flow discipline and initially reduces the heat transfer; but with increasing of the magnetic field, the heat transfer increases.