شبیه سازی انتقال حرارت تحت میدان مغناطیسی در محفظه ذوزنقه
مقدمه
در سال های اخیر مسأله سیال مغناطیسی توجهات زیادی را به خاطر کاربردهای وسیعش به خود جلب کرده است. از کاربردهای آن می توان به اعمال فشار بر روی پلیمرهای ذوب شده، ژنراتورهای مغناطیسی، هواشناسی، راکتورهای ترمو هسته ای و هوافضا اشاره کرد. اثر تشعشع حرارتی روی جریان سیال و انتقال حرارت در تکنولوژی فضایی بسیار مهم است و در فرآیندهایی که دماهای بالا را شامل می شود مانند انرژی هسته ای، توربین گاز و ذخیره انرژی حرارتی کاربرد دارد. مطالعات بسیار خوبی برای نشان دادن اثر تشعشع روی انتقال حرارت جابه جایی آزاد انجام شده است. البارباری و همکاران در سال ۲۰۰۴ اثر تشعشع و لزجت متغیر را روی سیال میکروقطبی مطالعه کردند. نتایج کار آنها نشان می دهد همانطور که تشعشع، لزجت متغیر و پارامترهای مغناطیسی افزایش می یابد دما نیز زیاد می شود و با افزایش پارامترهای نفوذپذیری، دما نیز کاهش می یابد. هایات و همکاران در سال ۲۰۰۷ اثر تشعشع را روی جریان مغناطیسی و انتقال حرارت با روش تحلیل هموتوپی بررسی کردند. مطالعه اثر تشعشع روی انتقال حرارت و جریان سیال مغناطیسی بر روی صفحه ها نیز بررسی شده است. موخوپادهی و لایک در سال ۲۰۰۸ نشان دادند که با افزایش پارامترهای تشعشعی روی لایه مرزی سرعت، میدان سرعت محبوس شده، و دما روی سطح کاهش می یابد. جابه جایی آزاد سیال غیرقابل تراکم مرتبه دو توسط هایات و همکاران در سال ۲۰۰۹ مطالعه شد. ژانگ و همکاران تأثیر اثر هال را روی یک محفظه مربعی در سال ۲۰۱۳ نشان دادند. نتایج کار آنها نشان میدهد که اثر هال تأثیر قابل توجهی روی جریان سیال و انتقال حرارت دارد. همانطور که پارامتر هال افزایش می یابد، جریان سیال و انتقال حرارت نیز زیاد می شود. علاوه بر محفظه های مربعی مطالعه بر روی حفره های ذوزنقه ای نیز مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. حسین و عبدالعلیم در سال ۲۰۱۴ شبیه سازی عددی جریان آرام حالت پایا روی جابه جایی آزاد تحت میدان مغناطیسی در محفظه های ذوزنقه ای شکل در اعداد رایلی متفاوت، پرانتل و زوایای متغیر اضلاع جانبی ذوزنقه مورد مطالعه قرار دادند. در سال ۲۰۱۵ ژانگ و همکاران تأثیر تشعشع را روی انتقال حرارت جابه جایی طبیعی در حضور میدان مغناطیسی در یک محفظه مربعی بررسی کردند. آنها مطالعه خود را برای اعداد رینولدز و هارتمن متفاوت انجام دادند. در کار حاضر تأثیر عدد هارتمن، ضریب آلبدو و ضریب صدور روی جریان سیال و انتقال حرارت در حضور، میدان مغناطیسی در محفظه ذوزنقه ای شکل با سه زاویه ۱۵، ۳۰ و ۴۵ درجه بررسی می شود.
چکیده
شبیه سازی عددی انتقال حرارت جابه جایی و تشعشعی تحت میدان مغناطیسی در محفظه ذوزنقه ای شکل در این مقاله بررسی شده است. جریان به صورت آرام و دائم می باشد. برای تمامی محاسبات عدد رینولدز و ریچاردسون ثابت و به ترتیب برابر ۱۰۰۰ و ۱ در نظر گرفته شده است. شبیه سازی انجام شده برای اعداد هارتمن بین صفر تا صد ضریب آلبدو صفر تا یک و ضریب صدور ۰/۶ تا ۱ برای سه زاویه متفاوت برای اضلاع جانبی محفظه ذوزنقه ای انجام گرفته است. عدد پرانتل سیال مورد استفاده ۰/۷۳۳ می باشد. سیال خاکستری است و جذب، پخش و هدایت الکتریکی دارد. تمام دیواره های محفظه کدر هستند و انعکاس دیفیوز دارند. دیواره های سمت چپ و راست دما ثابت و به ترتیب سرد و گرم و دیواره های بالا و پایین آدیاباتیک می باشند. برای حل معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی از الگوریتم حجم محدود استفاده شده است. نتایج به صورت نمایش خطوط همدما، خطوط جریان و نمودار عدد ناسلت موضعی روی دیواره گرم ارائه شده اند. نتایج نشان می دهد که با افزایش زاویه اضلاع جانبی ذوزنقه، عدد ناسلت روی دیواره گرم کاهش می یابد و در پی آن انتقال حرارت نیز کم می شود.
منبع: پورتال جامع انرژی