تاثير ميدان مغناطيسي بر افزايش انتقال حرارت در يك محفظه در شرايط ميكروجاذبه

Magnetic field effects on heat transfer enhancement in an enclosure in microgravity conditions

در اين مطالعه عددي، تاثير ميدان مغناطيسي بر انتقال حرارت جابجايي آزاد سيال مغناطيسي داخل يك محفظه، در شرايط ميكروجاذبه، مورد بررسي قرار گرفته است. دو حالت، قرارگيري يك منبع ميدان مغناطيسي زير محفظه و دو منبع ميدان در بالا و پايين محفظه بطور مجزا در نظر گرفته شده و شبيه-سازي‌ها براي شدت ميدانها و فواصل مختلف منبع هاي ميدان از محفظه انجام شده است. نتايج نشان مي‌دهد به علت عدم تشكيل گردابه جريان در شرايط ميكروجاذبه نرخ انتقال حرارت بسيار كمتر از حالت طبيعي است. با اعمال ميدان مغناطيسي، گردابه القايي توسط نيروي حجمي، انتقال حرارت جابجايي در شرايط ميكروجاذبه را افزايش مي‌دهد. محاسبات نشان مي‌دهد در حالت تك منبع، نرخ انتقال حرارت در حالت ميكروجاذبه را تا 6.5 برابر مي‌توان افزايش داد. همچنين قرار دادن دو منبع ميدان مغناطيسي سبب افزايش قدرت گردابه داخل محفظه شده و در نتيجه موجب افزايش 19.7 برابري انتقال حرارت نسبت به حالت تك منبع مي‌شود.

In this numerical study, effect of magnetic field on the convective heat transfer of a magnetic fluid in an enclosure is investigated in the microgravity condition. Two cases of a single magnetic field source under the enclosure and two sources on the top and below the enclosure are considered and the simulations are carried out for different magnetic field intensities and magnetic source distances from the enclosure. Results indicate that the heat transfer in the microgravity is much lower than that of natural condition due to the lack of the flow vortex. Applying the magnetic field and the induced vortex due to the magnetic body force cause a significant improvement of the heat transfer. Results show that the heat transfer rate in the microgravity condition can be increases up to 6.5 times. Moreover, placing two magnetic field sources improves the main vortex and leads to 19.7 times enhancement of the heat transfer rate compared to the case of single source.