تحليل عددي رفتار ترموديناميكي يك ريزپمپ ام اچ دي با تغيير همزمان طول هاي دو ميدان الكتريكي و مغناطيسي

Numerical analysis of thermodynamic behavior of an MHD micropump by simultaneously changing the length of electric and magnetic fields

در اين مقاله اثر تغييرات همزمان طول هاي دو ميدان ‌الكترومغناطيس با لحاظ نواحي نفوذ جانبي بر توزيع دما و سرعت جريان در يك ريزپمپ ام اچ دي به طور عددي شبيه سازي شده است. هندسه جريان يك مجراي دو بعدي بين دو صفجه موازي است و جريان مورد نظر تراكم ناپذير، پايدار و آرام فرض شده است. بعلاوه دو خاصيت ترموفيزيكي سيال يعني لزجت ديناميكي و هدايت الكتريكي تابع دما در نظر گرفته شده است.معادلات حاكم بر دو ميدان جريان سيال و الكترومغناطيس به روش عددي حجم محدود حل شده و يك حل تحليلي جامع شامل توزيع سرعت، فشار و دما براي يك حالت خاص ارايه شده است. نتايج عددي نشان مي‌دهد كه با تغيير طولميدان‌هاي الكترومغناطيس و لحاظ تابعيت دمايي خواص سيال (آب)، براي جريان در يك مجرا به مقطع مستطيلي 1000 ميلي‌متر مربع، شدت شار مغناطيسي 025/0 تسلا و قدرت ميدان الكتريكي 20 ولت بر ميلي‌متر، دبي عبوري به 250 ميلي ليتر بر ثانيه و دماي ميانگين كاسه اي از 25 درجه سانتي‌گراد ورودي به 40 درجه سانتي‌گراد در خروج از مجرا مي رسد. اين در حالي است كه با ثابت بودن خواص، حداكثر دبي و دماي ميانگين به ترتيب 70 ميلي ليتر بر ثانيه و 60 درجه سانتي گراد مي باشد.

In this paper the effect of electromagnetic field lengths to change simultaneouslyis simulated on thetemperature distribution and flow velocity of a MHD micro pump considering the lateral electromagnetic diffusive regions. The geometry of flow is a two-dimensional channel between two parallel plates and the flow is assumed to be incompressible, steady and laminar. In addition,thermophysical properties such as the dynamic viscosity and electric conductivity of fluidare considered to be the function oftemperature.The governing equations of both flow and electromagnetic fields have been solved using the finite volume numerical methoda comprehensive analytical solution including velocity, pressure and temperature filed distributions has been derivedfor an special case.The numerical results show that by changing the length of electromagnetic fields and considering the fluid (water) properties as a function of temperature, for flow in a 1000 mm2cross-section channel, magnetic field intensity 0.025 Tesla and electric field strength 20 volt/mm, the flow rate reaches 250mLit/s and the mean cup temperature from 25 0C at entrance reaches to 40 0C at the exit of channel. However for constant properties, the flow rate and the mean cup temperature reach70mLit/s and more than 600C respectively.