انتقال حرارت جابجايي آب / در يك ريزكانال مربعي تحت شار حرارتي و ميدان مغناطيسي يكنواخت

Convection Heat transfer Fe3O4/Water in a Square microchannel Under Uniform Heat Flux and Magnetic Field

در اين مقاله به بررسي انتقال حرارت جابجايي نانوسيال آب/ Fe3O4 در كانال با سطح مقطع مربعي با ابعاد cm1⨯cm1⨯cm80 تحت تأثير شار حرارتي يكنواخت در جريان آرام فروسيال در حضور ميدان مغناطيسي پرداخته مي‌شود. ابتدا به توليد فروسيال با درصدهاي حجمي %0/5 و %1 ، بررسي كيفيت فروسيال و روش توليدي پرداخته مي‌شود. نتايج آزمون‌هاي پتانسيل زتا و اشباع مغناطيسي فروسيال نشان از كيفيت و پايداري فروسيال توليدي دارد. خواص ترمو فيزيكي فروسيال ساخته شده با روابط تجربي موجود مقايسه و ارزيابي مي‌شوند. انتقال حرارت جابجايي فروسيال توليدي تحت تأثير شارهاي حرارتي كل 546 – 134 وات، بدون حضور ميدان مغناطيسي خارجي بررسي و سپس تأثير ميدان مغناطيسي خارجي بر انتقال حرارت فروسيال با درصد حجمي%0/5، تحت تأثير شار حرارتي كل 1258/2 وات مطالعه مي‌شود. ميزان افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي نسبت به آب خالص، بدون وجود ميدان خارجي، براي فروسيال با درصد حجمي %1، تحت شار حرارتي كل 134 وات، معادل %30، تحت شار حرارتي كل 545 وات، معادل %48 و تحت شار حرارتي كل 321/3 وات، معادل %38 مي‌باشند. در شار حرارتي 1258/2 وات و براي فروسيال با غلظت %0/5، ضريب انتقال حرارت جابجايي در حضور ميدان مغناطيسي خارجي نسبت به حالت عدم وجود ميدان %3/16 رشد دارد.

This study aimed to investigate the heat transfer of water/Fe3O4 nanofluid in a square cross-sectional channel with dimensions of 80 cm ⨯1 cm ⨯1 cm under the influence of a uniform heat flux perpendicular to the laminar flow of ferrofluid in the presence of a magnetic field. Firstly, the production of ferrofluid with concentrations of 0.5 vol.% and 1vol.%, their quality, and the quality of the production method was investigated. The results of zeta potential and vibrating-sample magnetometer tests show the good quality and stability of the produced ferrofluid. The thermophysical properties of the made ferrofluid are compared and evaluated with existing experimental correlations. The heat transfer of the produced ferrofluids under the influence of heat fluxes of 134-546 Watts is investigated in the absence of an external magnetic field. Then, the effect of the external magnetic field on the heat transfer at 0.5 vol.%, under the influence of a total heat flux of 1258.2 Watts is investigated. The magnitude of increase of heat transfer coefficient compared to pure water, without external field, for ferrofluid with 1 vol.%, under total heat fluxes of 134, 545, and 321.3 Watts, are 30%, 48%, and 38% respectively. At a heat flux of 1258.2 Watts, the heat transfer coefficient in the presence of an external magnetic field increases by 3.16% at 0.5 vol.% compared to the absence of a magnetic field.