مطالعه عددي تأثير نانوسيال بر انتقال حرارت يك كانال در حضور ميدان مغناطيسي متغير با ايجاد موانع

Numerical Study of the Effect of Nanofluid on Heat Transfer of a Channel in the Presence of Variable Magnetic Field with Obstacles

در اين مقاله، تاثير نانوسيال آب-اكسيد‌آهن (Fe3O4) بر انتقال حرارت يك كانال در حضور ميدان مغناطيسي متغير عمود بر جريان، با ايجاد موانع به‌صورت محوري با استفاده از مدل تك‌فازي مخلوط مطالعه مي‌شود. اثرات ميدان مغناطيسي با نوشتن كدهايي به معادلات حاكم بر فروسيال اضافه شده و هندسه مسئله در نرم‌افزار Gambit 2.4 توليد و شبكه‌بندي مي‌شود. شبكه حاصل به‌صورت سه‌بعدي تشكيل شده و معادلات ديفرانسيل غير‌خطي حاكم بر مسئله نيز بر‌اساس روش حجم محدود با كمك نرم‌افزار فلوئنت تحليل مي‌شود. همچنين اثر پارامترهايي نظير اثر موانع در مسير جريان، عدد بي‌بعد شدت ميدان مغناطيسي و عدد بي‌بعد رينولدز بر انتقال حرارت مطالعه شده است. نتايج نشان مي‌دهد، ايجاد موانع در مسير جريان باعث اغتشاش در جريان سيال شده، كه اين اغتشاش باعث افزايش انتقال حرارت كلي مي‌شود. همچنين اعمال ميدان مغناطيسي بر نانوسيال مغناطيسي سبب نفوذ لايه مرزي خنك در قسمت‌هاي مركزي كانال شده و با افزايش شدت ميدان مغناطيسي نفوذ اين لايه نيز افزايش مي‌يابد. در نتيجه مقدار عدد ناسلت و انتقال حرارت افزايش يافته كه اين بهبود انتقال حرارت و عدد ناسلت با افزايش عدد رينولدز بيشتر مي‌شود.

In this paper, the effect of water- iron oxide (Fe3O4) nanofluid on a channel heat transfer in the presence of perpendicular to the flow variable magnetic field with creating axial obstacles using a mixed single-phasee model is investigated numerically. The effects of magnetic field are added to governing equations of ferrofluid by writing codes and the problem geometry is generated and networked in Gambit 2.4 software. The network used is constructed in a three-dimensional and the governing non-linear differential equations are solved according to the finite volume method by using the Fluent software. Also, the effect of parameters such as obstacles in the flow path, dimensionless number of magnetic field intensity and Reynolds dimensionless number on heat transfer have been studied. The results show that creating obstacles in the flow path causes turbulence in the fluid flow, which increases the overall heat transfer. Also, the application of a magnetic field on the magnetic nanofluid causes the penetration of the cool boundary layer in the central parts of the channel and with increasing the intensity of the magnetic field, the penetration of this layer increases. As a result, the amount of Nusselt number and heat transfer has increased, and this improvement in heat transfer and Nusselt number increases with increasing Reynolds number.