بررسي تغيير جهت ميدان مغناطيسي بر انتقال گرماي درون حفره باز مربعي پر شده از نانوسيال آب-مس

Investigation of Magnetic Field Direction on Heat Transfer in an Open Square Cavity Filled with Nanofluid Cu-water

در اين تحقيق تاثير تغيير جهت ميدان مغناطيسي بر انتقال گرماي جابجايي توأم در يك محفظه مربعي باز پرشده از نانوسيال آب-مس، به روش حجم محدود و توسط الگوريتم SIMPLE در حالت پايا و آرام بررسي شده است. ديواره كف حفره، گرم و ساير ديواره‌ها عايق هستند. سيال سرد از كانال بالاي حفره، وارد شده و از سمت ديگر خارج مي شود. در اين تحقيق، اثر تغيير كسر حجمي، هارتمن، رينولدز، رايلي و ريچاردسون بر انتقال گرما و عدد ناسلت بررسي شده است. همچنين تغيير جهت ميدان مغناطيسي روي رايلي، رينولدز و كسرحجمي هاي مختلف نسبت به عدد ناسلت مطالعه گرديده است. نتايج نشان مي دهد، با افزايش كسر حجمي، رينولدز و رايلي بر ميزان انتقال گرما افزوده مي شود. در صورتي كه با افزايش ميزان ريچاردسون در رايلي ثابت و افزايش عدد هارتمن از مقدار ناسلت و انتقال گرما كم مي‌گردد. نتيجه مهم ديگر اينكه هنگام اعمال ميدان مغناطيسي افقي نسبت به ميدان عمودي، انتقال گرما به مراتب كمتر است. عملكرد ميدان هاي مغناطيسي هم راستا ولي غير هم جهت بر كانتورهاي دما، خطوط جريان و انتقال گرما كاملاً مشابه است.

In this research, the direction of the magnetic field on the mixed convection heat transfer in a square cavity filled with water-copper nanofluids has been investigated numerically. In this simulation, the SIMPLE algorithm is used to solve the discrete equations. The below wall of cavity is heated and the other walls are insulated. Cooled fluid comes from entrance of channel that is above of cavity and out from the other side of channel. In this study, the effect of volume fraction, Hartmann, Reynolds, Rayleigh and Richardson numbers on Nusselt number and heat transfer are assessed. In addition, the effect of changing angle of magnetic field on various Rayleigh, Reynolds and volume friction is investigated. The results are shown that: increasing value of volume friction, Reynolds and Rayleigh causes to rising heat transfer whereas adding Hartmann number and Richardson number at constant Rayleigh number decrease heat transfer and Nusselt number. The other important conclusion is the heat transfer in the presence of horizontal magnetic field less than vertical field. Operation of magnetic fields in same direction and various angles (0° and 180°) on temperature contour, stream line and heat transfer is completely similar.