پديد آورندگان :
نعمتي، محمد دانشگاه يزد - دانشكده مهندسي مكانيك , سفيد، محمد دانشگاه يزد - دانشكده مهندسي مكانيك , برقي جهرمي، محمد صالح دانشگاه يزد - دانشكده مهندسي مكانيك , جهانگيري، رامين دانشگاه اروميه - دانشكده فني و مهندسي - گروه مهندسي مكانيك
كليدواژه :
جابجايي طبيعي , شكل مختلف نانوذره , ميدان مغناطيسي , توليد/ جذب حرارت , محفظه متمايل
چكيده فارسي :
در كار حاضر اثر ميدان مغناطيسي، تغييرات زاويه تمايل محفظه و شكل نانوذره بر ميدان جريان و انتقال حرارت جابه‌جايي طبيعي نانوسيال آب- آلومينا با وجود توليد/ جذب حرارت يكنواخت درون محفظه ربع دايره‌اي شكل به روش شبكه بولتزمن بررسي شده است. ديواره منحني و ديواره‌هاي مورب محفظه به‌ترتيب در دماي ثابت سرد و گرم قرار دارند. كسر حجمي نانوذره، صفر، 0/02 و 0/04، عدد هارتمن صفر، 15، 30، 45 و 60، ضريب توليد/ جذب حرارت 5-، صفر و 5+ و زاويه تمايل 45، 135 و 225 درجه، در نظر گرفته شده‌اند. دقت بالاي نتايج حاصل شده در مقايسه با مطالعات قبلي، درستي برنامه نوشته شده به زبان فرترن را تاييد كرد. نتايج نشان مي‌دهد در تمامي حالات، افزايش عدد هارتمن منجر به كاهش سرعت و قدرت جريان سيال درون محفظه مي‌شود كه اين تأثير براي در زاويه 225 درجه، كمترين است. همچنين افزايش قدرت ميدان مغناطيسي به‌طور ميانگين منجر به كاهش 28 ، 23 و 7 درصدي عدد ناسلت متوسط به‌ترتيب براي زواياي 45، 135 و 225 درجه مي‌شود. ضريب توليد/ جذب حرارت پارامتر تعيين كنندهاي بر ميزان اثربخشي ميدان مغناطيسي و افزودن نانوذرات است. به‌طور ميانگين، توليد حرارت منجر به كاهش 71، 98 و 145 درصدي عدد ناسلت متوسط به‌ترتيب براي زواياي 45، 135 و 225 درجه مي‌شود. در حالت كلي كمترين مقدار عدد ناسلت متوسط مربوط به زاويه 225 درجه است ولي تأثير افزودن نانوذرات در افزايش عدد ناسلت متوسط در اين زاويه، بيشترين است. عموماً افزايش درصد نانوذره، به‌طور ميانگين منجر به افزايش 12 درصدي عدد ناسلت متوسط مي‌شود. تأثير شكل نانوذرات با افزايش كسر حجمي مشهودتر است. بيشترين مقدار انتقال حرارت مربوط به نانوذره استوانه‌اي شكل بوده كه در اين حالت عدد ناسلت متوسط به‌طور ميانگين در حدود 6 درصد بيشتر از حالت كروي است.
چكيده لاتين :
In the present work, the effect of magnetic field, changes in the angle of inclination of the cavity and the shape of nanoparticles on the flow field and heat transfer of water-alumina with uniform heat generation/absorption is investigated by Lattice Boltzmann method (LBM). The curved wall and the diagonal walls of the cavity are at a constant temperature of hot and cold, respectively. Nanoparticle volume fraction of 0, 0.02 and 0.04, Hartmann number of 0, 15, 30, 45 and 60, heat generation/absorption coefficient of -5, 0 and +5 and inclination angle of 45, 135 and 225 degrees are studied. The high accuracy of the results compared to previous studies confirmed the correctness of the code written in Fortran language. The results shows that in all cases, increasing the Hartmann number leads to a decrease in the maximum value of the streamlines and the average Nusselt number, with the lowest effect at 225 degrees. Also increasing the strength of the magnetic field leads to an average decrease of 28, 23 and 7% of the average Nusselt number for angles of 45, 135 and 225 degrees, respectively. Increasing the heat generation/absorption coefficient is a determining factor in the effectiveness of the magnetic field and adding nanoparticles, and increasing it reduces the amount of heat transfer. On average, heat generation reduces the average Nusselt number by 71, 98, and 145 percent for the angles of 45, 135, and 225 degrees, respectively. In general, the lowest value of the average Nusselt number is related to the angle of 225 degrees, but the effect of adding nanoparticles in increasing the average Nusselt number is the highest at this angle. Generally, an increase in the percentage of nanoparticles leads to an average increase of 12% in the average Nusselt number. The effect of nanoparticle shape is more apparent with increasing their volume fraction. The highest amount of heat transfer is related to the cylindrical nanoparticles, in which the average Nusselt number is on average about 6% higher than the spherical state.
