بررسي اعمال ميدان مغناطيسي در تمامي راستاها بر عملكرد حرارتي حفره ربع دايره‌اي شكل حاوي نانوسيال مغناطيسي آب شور- اكسيد آلومينيم

Effect of Omnidirectional Magnetic Field on Thermal Performance of Quarter- Circle Cavity Containing Saline Water–AL2 O3 Magnetic Nanofluid

در اين مقاله به مطالعه تاثير اعمال ميدان مغناطيسي در تمامي راستاها بر عملكرد انتقال حرارت حفره حاوي نانوسيال پرداخته شد. نانوسيال مغناطيسي مورد بررسي در اين تحقيق آب شور- اكسيد آلومينيم مي­باشد. هندسه مورد مطالعه حفره­اي ربع دايره شكل است كه ديوار سمت چپ سطح سرد، ديوار سمت پايين سطح گرم و باقي سطوح عايق در نظر گرفته شده­اند. همچنين فرض شده است كه كليه سطوح ثابت ميباشند. معادلات حاكم به­ روش عددي و براساس حجم كنترل و الگوريتم سيمپل حل شده است. مطالعه مورد نظر در غلظت­هاي 0 تا 04 /0 درصد نانوذرات و عدد هارتمن 0 تا 9 در عدد رايلي 105 صورت گرفته است. نتايج نشان مي­دهد افزايش در غلظت نانوذرات و قدرت ميدان مغناطيسي سبب افزايش اثر كاهنده ناشي از نيروي لورنز مي­گردد، به­ طوري كه در غلظت صفر نانوذرات افزايش در قدرت ميدان مغناطيسي تاثيري ناچيز بر عملكرد حرارتي حفره حاوي نانوسيال دارد و با افزايش غلظت نانوذرات ضريب هدايت الكتريكي نانوسيال افزايش مي­يابد و اثرات كاهنده ناشي از ميدان مغناطيسي به­ طور چشمگيري افزايش مي­يابد. همچنين افزايش 2 درصدي در غلظت نانوذرات در عدد هارتمن 5/4، بيش از 45 درصد كاهش در ميزان انتقال حرارت را به همراه دارد و اين ميزان كاهش در غلظت 4 درصد نانوذرات و هارتمن 9 به بيش از 65 درصد مي­رسد.

This study investigated the effect of an omnidirectional magnetic field on the heat transfer performance of a saline water-Al2O3 magnetic nanofluid (MNF) cavity. The cavity was a quarter-circle with a cold left wall and a heated right wall, whereas other surfaces were insulated (adiabatic). All surfaces were assumed constant. The governing equations were solved numerically based on control volume and SIMPLE algorithm. The nanoparticle concentration ranged from 0 to 0.04 percent, the Hartmann number (Ha) was between 0 and 9, and the Rayleigh number (Ra) was 105. Findings indicated that increased nanoparticle concentration and magnetic field intensity enhance the reductive effect of the Lorentz force. Increasing the magnetic field intensity has an insignificant effect on the thermal performance of the fluid with zero nanoparticle concentration. As the nanoparticle concentration increases, the electrical conductivity of the fluid increases too which leads to a significant increase in the reductive effect of the magnetic field so that a 2% increase in nanoparticle concentration at Ha = 4.5 reduces heat transfer by more than 45%, whereas this reduction is higher than 65% at a nanoparticle concentration of 4% and Ha = 9.