اثر ميدان مغناطيسي بر جابجايي طبيعي يك نانوسيال در يك محفظه مربعي با غشا جداكننده در وسط آن

The Effect of magnetic field on the natural Convection of a nanofluid in a Square enclosure with a membrane separator in the middle

در اين مقاله جابجايي طبيعي نانوسيال آب-آلومينا در يك محفظه مربعي، كه در معرض يك ميدان مغناطيسي قرار دارد به صورت عددي بررسي شده است. ديوارهاي عمودي محفظه در دماهاي ثابت T_c و T_h و ديوارهاي افقي عايق هستند. در وسط محفظه، صفحه اي عمودي، با ضخامت ناچيز و ارتفاع متغير قرار دارد. معادلات حاكم به روش تفاضل محدود مبتني بر حجم كنترل جبري شده و به كمك الگوريتم سيمپل به صورت هم زمان حل شده‌اند. بر اساس نتايج حاصل از حل عددي، تاثير پارامترهايي مانند ارتفاع بي بعد صفحه مياني، عدد ريلي، نسبت حجمي نانوذرات و عدد هارتمنبر روي ميدان جريان و انتقال حرارت بررسي شده است. نتايج نشان مي‌دهند كه افزايش ارتفاع صفحه مياني و همچنين افزايش عدد هارتمن موجب كاهش انتقال حرارت مي شوند، در حالي كه افزايش عدد ريلي موجب افزايش انتقال حرارت مي شود. افزايش نسبت حجمي نانوذرات بسته به اين كه عدد ريلي چقدر باشد ممكن است عملكرد حرارتي را تقويت يا تضعيف نمايد.

In this paper, the natural convection of water-Al2O3nanofluid in a square enclosure exposed to a magnetic field is numerically investigated. The enclosure is bounded by two isothermal vertical walls at different temperaturesof Th and Tc. The two horizontals walls of the enclosure are thermally insulated.A vertical plate (membrane separator) with a negligible thickness and a variable height is located in the middle of the chamber. Discretization of the governing equations is achieved through a finite method and is solved using the SIMPLE algorithm. Based on the results of the numerical solution, the effects of the relevant parameters such as the dimensionless height of the membrane separator, Rayleigh number, the solid volume fraction and the Hartmann number on the flow field and the heat transfer rate are investigated. The results show that the heat transfer rate decreases with an increase of the dimensionless height of the membrane separator and an increase of the Hartmann number. The heat transfer rate, however, increases as the Rayleigh number increases. Depending on the Rayleigh number, the thermal performance of the enclosure is either improved or deteriorated as the solid volume fraction is increased.