شبيه سازي عددي ديناميكي و ترموديناميكي يك ريزپمپ ام اچ دي با تغيير مستقل طول هاي دو ميدان الكتريكي و مغناطيسي

Numerical Simulation of Dynamic and Thermodynamic an MHD Micro-pump by Changing Electric and Magnetic Field Lengths Independently

در اين مقاله، اثر تغييرات مستقل طول ميدان‌ هاي الكتريكي و مغناطيسي با لحاظ نواحي نفوذ جانبي بر توزيع دما و سرعت جريان در يك ريزپمپ ديناموهيدرومغناطيسي شبيه‌سازي شده است. هندسه جريان ام اچ دي، يك مجراي دو بعدي بين دو صفجه موازي است و معادلات حاكم بر دو ميدان جريان سيال و الكترومغناطيس به روش عددي حجم محدود حل شده است. نتايج عددي نشان داد كه با لحاظ تابعيت دمايي خواص براي جريان در يك مجرا به مقطع مستطيلي 1000 ميلي متر مربع، شدت شار مغناطيسي 025/0 تسلا و قدرت ميدان الكتريكي 20 ولت بر ميلي متر، دبي عبوري جريان در صورت تغيير طول مستقل دو ميدان الكتريكي و مغناطيسي حداكثر به 250 ميلي ليتر بر ثانيه مي-رسد. اين در حالي است كه در حالت تغيير طول مستقل ميدان مغناطيسي، دماي ميانگين كاسه اي از 25 درجه سانتي گراد ورودي به 45 درجه سانتي گراد خروجي مي رسد و در حالت تغيير طول مستقل ميدان الكتريكي، دماي خروجي به 35 درجه سانتي گراد مي رسد. در وضعيت ثابت بودن خواص، حداكثر دبي به 70 ميلي ليتر بر ثانيه مي رسد؛ درحالي كه دماي ميانگين كاسه اي براي حالت تغيير طول مستقل ميدان مغناطيسي، به 140 درجه سانتي گراد و براي حالت تغيير طول مستقل ميدان الكتريكي، به 50 درجه سانتي گراد مي رسد.

In this work, the effect of independent electric and magnetic field length changes on the temperature distribution and flow velocity of a magneto-hydrodynamic micro-pump is simulated considering the lateral electromagnetic diffusive regions. The geometry of an MHD flow is a 2D channel between two parallel plates, and the governing equations of both flow and electromagnetic fields are solved using the finite volume numerical method. The numerical results show that by applying the temperature allegiance of fluid properties, for a flow in a channel of 1000 mm2 cross-section, a magnetic field intensity of 0.025 Tesla, and an electric field strength of 20 volt/mm, the flow rate reaches 250 mL/s when the electric and magnetic field lengths are changed. However, in the case of an independent change in the magnetic field length, the mean cup temperature from 25 0C at entrance reaches 45 0C at exit, and in the case of an independent change in the electric field, the exit temperature reaches 35 0C. In the situation of constant properties, the maximum flow rate reaches 70 mL/s, while the mean cup temperature reaches 140 0C for the case of an independent change in the magnetic field length and 50 0C for the case of an independent change in the electric field length.