بررسي تجربي انتقال حرارت جابجايي اجباري نانوسيالFe3O4 تحت ميدان مغناطيسي متغير

Experimental Investigation of Forced Convective Heat Transfer of Nanofluids Fe3O4 Magnetic Field Influences the Variable Magnetic Field

اين مقاله يك تحقيق تجربي بر روي انتقال حرارت جابجايي اجباري جريان فروسيال در داخل يك لوله مسي مدور در حضور يك ميدان مغناطيسي متناوب را مطالعه مي‌كند. جريان از طريق يك لوله تحت شار حرارتي يكنواخت و آرام عبور مي‌كند. شدت بخشيدن به انتقال ذرات و آشفتگي در لايه مرزي با استفاده از اثر ميدان مغناطيسي بر روي نانوذرات براي افزايش انتقال حرارت بيشتر، هدف اصلي در اين كار بوده است. رژيم‌هاي جابجايي پيچيده ناشي از فعل و انفعالات ميان نانوذرات مغناطيسي تحت شرايط مختلف مورد مطالعه قرار گرفتند. فرآيند انتقال حرارت با غلظت‌ها و حجم‌هاي مختلف، تحت فركانس‌هاي مختلف ميدان مغناطيسي اعمال شده و بصورت دقيق مورد بررسي قرار گرفتند. ضريب انتقال حرارت جابجايي آب مقطر و فروسيال اندازه‌گيري و تحت شرايط مختلف با يكديگر مقايسه شدند. اثرات ميدان مغناطيسي، غلظت حجمي و عدد رينولدز بر روي ضريب انتقال حرارت جابجايي به طور گسترده مورد بررسي قرار گرفته و شرايط بهينه بدست آمده است. افزايش فركانس متناوب ميدان مغناطيسي و كسر حجمي، منجر به افزايش بهتر انتقال حرارت شده است. اثر ميدان مغناطيسي در اعداد رينولدز كم بالاتر بوده، و حداكثر افزايش 6/27% مي‌باشد كه در انتقال حرارت جابجايي مشاهده گرديد.

Research study presents an experimental investigation on forced convection heat transfer of an aqueous ferro-fluid flow passing through a circular copper tube in the presence of an alternating magnetic field. The flow passes through the tube under a uniform heat flux and laminar flow conditions. The primary objective was to intensify the particle migration and disturbance of the boundary layer by utilizing the magnetic field effect on the nanoparticles for more heat transfer enhancement. Complicated convection regimes caused by interactions between magnetic nanoparticles under various conditions were studied. The process of heat transfer was examined with different volume concentrations and under different frequencies of the applied magnetic field in detail. The convective heat transfer coefficient for distilled water and ferro-fluid was measured and compared under various conditions. The results showed that applying an alternating magnetic field can enhance the convective heat transfer rate. The effects of magnetic field, volume concentration and Reynolds number on the convective heat transfer coefficient were widely investigated, and the optimum conditions were obtained. Increasing the alternating magnetic field frequency and the volume fraction led to better heat transfer enhancement. The effect of the magnetic field in low Reynolds numbers was higher, and a maximum of 27.6% enhancement in the convection heat transfer was observed.