بررسي تجربي انتقال حرارت جابجايي اجباري و افت فشار فروسيال در لولهU-شكل تحت ميدان مغناطيسي متناوب

Experimental evaluation of forced convective heat transfer and pressure drop of ferrofluid in a U-shaped tube under variable magnetic field

در اين مقاله رفتار هيدروديناميكي و حرارتي جريان فرو سيال 〖Fe〗_3 O_4 در يك لوله‌يU-شكل افقي مسي به‌صورت تجربي تحت يك ميدان مغناطيسي بر روي يك سطح پرداخته‌شده است.جريان از طريق يك لوله U-شكل ، با شار حرارتي يكنواخت در رينولدز پايين عبور مي‌كند. هدف از اين تحقيق بررسي تجربي تأثيرگذاري هر يك از پارامترهاي درصد حجمي نانو ذرات، تغييرات عدد رينولدز ،خم انحناي لوله و تأثير ميدان مغناطيسي ثابت و متناوب بر روي افت فشار و انتقال حرارت جابجايي اجباري در لولهU-شكل بوده است. نتايج نشان داده است بيشترين عامل تأثيرگذار برافت فشار در لوله U-شكل ،عامل نسبي انحناي لوله به ميزان %72/8 و بيشترين عامل تأثيرگذار برافزايش انتقال حرارت در لوله U-شكل افزايش نسبي عدد رينولدزهاي مورد آزمايش، به ميزان%144نسبت به ساير عوامل ديگر بوده است.لذا با معرفي شاخص عملكردη، بيشترين شاخص عملكرد، جهت كنترل هم‌زمان افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي و افت فشار در بهترين شرايط مورد آزمايش، مقدار 2/31 گزارش‌شده است.

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.