تأثیرات چرخش حفره بر انتقال حرارت جابجایی سیال نانو درون حفره متخلخل در معرض دو میدان مغناطیسی غیر یکنواخت

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسنده

دانشیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

چکیده

در این مقاله تاثیر چرخش حفره پر شده با مواد متخلخل که در معرض دو میدان مغناطیسی متغیر قرار گرفته است بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی مورد بررسی قرار میگیرد. دو نیم‌استوانه گرم در حال خنک شدن از طریق انتقال حرارت جابجایی طبیعی محیط متخلخل هستند. دو میدان مغناطیسی جریان نانوسیال و انتقال حرارت جابجایی طبیعی درون حفره متخلخل را تحت تاثیر قرار میدهد. معادلات مشخصه مرتبط با جریان سیال شامل معادله پیوستگی، مومنتوم و دو معادله انرژی مربوط به نانو سیال و ماتریس جامد محیط متخلخل جهت پیش‌بینی رفتار مسئله مورد نظر حل شده است. تاثیر زاویه چرخش حفره بر خطوط جریان و میدان دما بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که افزایش زاویه چرخش تاثیرات نوسانی بر روی بزرگی خطوط جریان دارد. برای زاویه چرخش =20 و =100 جابجایی طبیعی هر دو فاز تشدید شده است. چرخش حفره بستگی به چگونگی قرارگیری نیروهای لرنز و کلوین ناشی از میدان مغناطیسی سبب تقویت و یا تضعیف انتقال حرارت جابجایی سیال نانو شده و در نتیجه باعث تغییر عدد ناسلت هر دو فاز محیط متخلخل میشوند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Ahmed G.R., Yovanovich M.M. (1991) Influence of discrete heat source location on natural convection heat transfer in a vertical square enclosure. J Elec. Pack. 113: 268–274.
[2] Nelson J.E., Balakrishnan A.R., Murthy S.S. (1999) Experiments on stratified chilled-water tanks: Expériences menées avec des reservoirs d'accumulation d'eau glacée à stratification. Int J Refrig. 22: 216–234.
[3] Oliveski R.D.C., Krenzinger A., Vielmo H.A. (2003) Cooling of cylindrical vertical tanks submitted to natural internal convection. Int. J Heat Mass. Tran. 46: 2015–2026.
[4] Elshehabey H.M., Hady F.M., Ahmed S.E., Mohamed R.A. (2014) Numerical investigation for natural convection of a nanofluid in an inclined L-shaped cavity in the presence of an inclined magnetic field. Int Com Heat Mass 57: 228–238.
[5] Kefayati G.R.H. (2013) Effect of a magnetic field on natural convection in an open cavity subjugated to water/alumina nanofluid using Lattice Boltzmann method. Int Com Heat Mass 40: 67–77.
[6] Pirmohammadi M., Ghassemi M. (2009) Effect of magnetic field on convection heat transfer inside a tilted square enclosure. Int Com Heat Mass 36: 776–780.
[7] Sankar M., Venkatachalappa M., Do Y. (2011) Effect of magnetic field on the buoyancy and thermocapillary driven convection of an electrically conducting fluid in an annular enclosure.Int J Heat . Fl. 32: 402–412.
[8] Kandelousi M.S. (2014) Effect of spatially variable magnetic field on ferrofluid flow and heat transfer considering constant heat flux boundary condition. Eur. Physic. J Plus 129 248.
[9] Alsabery A.I., Chamkha A.J., Hussain S.H., Saleh H., Hashim I. (2015) Heatline visualization of natural convection in a trapezoidal cavity partly filled with nanofluid porous layer and partly with non-Newtonian fluid layer. Adv Powd. Tech: 26 1230–1244.
[10] Ghalambaz M., Behseresht A., Behseresht J.,  Chamkha A. (2015) Effects of nanoparticles diameter and concentration on natural convection of the Al 2 O 3–water nanofluids considering variable thermal conductivity around a vertical cone in porous media. Adv. Powd. Tech. 26: 224–235.
[11] Mehryan S.A., Kashkooli F.M., Ghalambaz M., Chamkha A.J. (2017) Free convection of hybrid Al2O3-Cu water nanofluid in a differentially heated porous cavity. Adv. Powd. Tech. 28: 2295–2305.
[12] Pop I., Ghalambaz M., Sheremet M. (2016) Free convection in a square porous cavity filled with a nanofluid using thermal non equilibrium and Buongiorno models. Int. J Num. Meth. H. 26: 671–693.
[13] Hoghoughi G., Izadi M., Oztop H.F., Abu-Hamdeh N. (2018) Effect of geometrical parameters on natural convection in a porous undulant-wall enclosure saturated by a nanofluid using Buongiorno's model. J Mol. Liq. 255: 148–159.
[14] Mehryan S.A., Izadi M., Sheremet M.A. (2018) Analysis of conjugate natural convection within a porous square enclosure occupied with micropolar nanofluid using local thermal non-equilibrium model. J Mol. Liq. 250: 353–368.
[15] Baytas A.C., Pop I. (1999) Free convection in oblique enclosures filled with a porous medium. Int J Heat Mass Trans. 42: 1047–1057.
[16] Basak T., Roy S., Paul T., Pop I. (2006) Natural convection in a square cavity filled with a porous medium: Effects of various thermal boundary conditions. Int J Heat Mass Trans. 49 1430–1441.
[17] Baytaş A.C., Liaqat A., Groşan T., Pop I. (2001) Conjugate natural convection in a square porous cavity. Heat Mass Trans.. 37: 467–473.
[18] Chamkha A.J., Ismael M.A. (2014) Natural convection in differentially heated partially porous layered cavities filled with a nanofluid. Numer.  Heat Tr. A-Appl. 65: 1089–1113.
[19] Izadi M., Hoghoughi G., Mohebbi R., Sheremet M. (2018 ) Nanoparticle migration and natural convection heat transfer of Cu-water nanofluid inside a porous undulant-wall enclosure using LTNE and two-phase model. J Mol. Liq. 261: 357-372
[20] Sundar L.S., Sousa A.C.M., Singh M.K. (2015)  Heat transfer enhancement of low volume concentration of carbon nanotube-Fe3O4/water hybrid nanofluids in a tube with twisted tape inserts under turbulent flow. J Therm. Sci. Eng. Appl.7: 21015.
[21] Kalidasan K., Kanna P.R. (2016) Effective utilization of MWCNT–water nanofluid for the enhancement of laminar natural convection inside the open square enclosure. J Twn. Inst. Chem. E.65: 331–340.
[22] Sheikholeslami M., Vajravelu K. (2017) Nanofluid flow and heat transfer in a cavity with variable magnetic field. Appl. Math. Comput. 298 272–282.
[23] Basak T., Roy S., Paul T., Pop I. (2006) Natural convection in a square cavity filled with a porous medium: effects of various thermal boundary conditions. Int. J. Heat. Mass. Tra.49: 1430–1441.