مطالعه اثر ميدان مغناطيسي بر انتقال حرارت جابه‌جايي اجباري فلزات مايع در يك چاه گرمايي ميكروكانالي

ميدان مغناطيسي قوي، روش جديدي براي انتقال حرارت با شار حرارتي بالا ارائه مي‌دهد. يك شبيه‌سازي عددي براي يك چاه حرارتي با شار حرارتي بالا تحت يك ميدان مغناطيسي يكنواخت خارجي در سه جهت متفاوت براي بررسي ميدان جريان و انتقال حرارت جابه‌جايي بين فلز مايع و سطوح گرم استفاده شده است. به دليل بالا بودن چگالي و ضريب رسانش حرارتي و الكتريكي فلز مايع گالينستن، به‌عنوان سيال كار استفاده شده است. حذف گسسته سازي معادلات ناوير استوكس به روش حجم محدود مرتبه دوم بالادست انجام شده است. نتايج نشان مي‌دهد اثر اعمال ميدان مغناطيسي در جهت Y و Z (عمود بر محور جريان) به چاه حرارتي با عدد هارتمن 88، ضريب انتقال حرارت جابه‌جايي را به ترتيب 15 و 8 درصد بهبود مي‌بخشد. بهترين بازدهي جهت افزايش انتقال حرارت، با اعمال ميدان مغناطيسي در جهت Y به دست آورده شد. با اعمال ميدان مغناطيسي در جهت Y به چاه حرارتي، ضريب انتقال حرارت جابه‌جايي با عدد هارتمن 44، 11/9 درصد، عدد هارتمن 88، 15 درصد و با عدد هارتمن 132، 17/7 درصد نسبت به عدد هارتمن صفر افزايشي شده است. با اعمال ميدان مغناطيسي در راستاي Z به چاه حرارتي، ضريب انتقال حرارت جابه‌جايي با عدد هارتمن 44، 4/3 درصد، عدد هارتمن 88، 8 درصد، عدد هارتمن 132، 11/4درصد و عدد هارتمن 330، 22/1 درصد نسبت به عدد هارتمن صفر افزايشي شده است. همچنين نتايج نشان مي‌دهد اثر اعمال ميدان مغناطيسي عمود بر محور جريان سبب افزايش گراديان سرعت شده، در نتيجه افت فشار و ضريب اصطكاك چاه حرارتي افزايشي شده‌اند.