تحليل انتقال حرارت درون محفظه با هندسه مختلف حاوي نانوسيال در حضور ميدان مغناطيسي با وجود توليد/جذب حرارت به روش شبكه بولتزمن

Analysis of heat transfer in the cavity with different shapes filled nanofluid in the presence of magnetic field with heat generation/absorption using LBM

در كار حاضر اثر ميدان مغناطيسي بر انتقال حرارت جابجايي طبيعي نانوسيال آب-مس با لحاظ اثر حركت براوني نانوذرات با توليد/جذب حرارت در محفظه با هندسه‌هاي مختلف به روش شبكه بولتزمن برسي شده است. ديواره عمودي سمت چپ محفظه در دو حالت گرمايش دما ثابت و گرمايش بصورت دما خطي و ديواره سرد محفظه در سه شكل مختلف (الف) مورب، (ب) منحني و (ج) صاف بررسي شده است. تأثير پارامترهايي از قبيل عدد هارتمن، كسر حجمي نانوذرات، ضريب توليد/جذب حرارت، شكل ديواره سرد و نوع گرمايش ديواره بر ماهيت جريان و انتقال حرارت ارزيابي شده است. نتايج نشان مي‌دهد در تمامي حالات، افزايش قدرت ميدان مغناطيسي و ضريب توليد/جذب حرارت سبب كاهش عدد ناسلت متوسط مي‌شود كه اثر عدد هارتمن در حالات مختلف، متفاوت است. بيشترين ميزان انتقال حرارت مربوط به حالتي است كه گرمايش دما ثابت وجود داشته باشد. اثر ميدان مغناطيسي زماني كه ديواره سرد به شكل صاف است، بيشتر از حالات ديگر است. اثر افزودن نانوذرات به سيال پايه در كاهش و يا افزاييش عدد ناسلت متوسط به مقدار عدد هارتمن و ضريب توليد/جذب حرارت وابسته است.

In this work, natural convection in a two-dimensional enclosure with different shapes filled nanofluid with heat generating/absorbing in the presence of a magnetic field is simulated by LBM. The left vertical wall of the enclosure is examined in two modes: constant temperature heating and linear temperature heating and the cold wall of the enclosure in three different forms (a) diagonal, (b) curved and (c) smooth. The effect of parameters such as Hartmann number, nanoparticle volume concentration, heat generation/absorption coefficient, cold wall shape and type of wall heating on the nature of flow and heat transfer is evaluated. The results show that in all cases, increasing the Hartmann number and heat generation/absorption coefficient decrease the Nusselt number. The effect of Hartmann number in different states is different. The highest heat transfer also occurs when the vertical wall has a constant temperature. The effect of the magnetic field is greater when the cold wall is smooth. The effect of adding nanoparticles to the base fluid on decreasing or increasing the average Nusselt number depends on the Hartmann number and heat generation/absorption coefficient.