اثرات تلفات لزجت بر انتقال گرماي جابه‌جايي اجباري نانوسيال درون يك ميكروكانال با حضور ميدان مغناطيسي

Effects of Viscous Dissipation on MHD Forced Convection of a Nanofluid in a Microchannel

در اين پژوهش اثرات تلفات لزجت بر انتقال گرماي جابه‌جايي اجباري لايه­ اي نانوسيال آب- اكسيد آلومينيو مدرون ميكروكانال صفحه موازي با حضور ميدان مغناطيسي به‌ صورت عددي مورد بررسي قرار گرفته است. ميكروكانال از دو صفحه موازي تشكيل‌ شده است و در ناحيه مياني ميكروكانال ديوارها تحت شار گرمايي و ميدان مغناطيسي يكنواخت مي‌باشند. معادلات بقاء جرم، مومنتوم و انرژي در حالت دو بعدي به روش تفاضل محدود مبتني بر حجم كنترل جبري شده و به كمك الگوريتم سيمپل حل مي‌شوند. اثر پارامترهايي هم‌چون عدد رينولدز، درصد حجمي نانوذرات، عدد برينكمن و عدد هارتمن بر روي عدد ناسلت، خطوط جريان و هم‌دما بررسي‌شده است. نتايج نشان مي‌دهد با افزايش عدد برينكمن دماي سيال نزديك ديواره افزايش‌يافته و آهنگ انتقال گرما از ديوار كاهش مي‌يابد. با افزايش درصد حجمي نانوذرات با وجود تلفات لزجت، باعث كاهش انتقال گرما از ديوار به سيال مي‌شود و ميزان عدد ناسلت كاهش مي‌يابد. همچنين با افزايش عدد هارتمن باوجود تلفات لزجت، سرعت سيال كاهش ‌يافته و به دنبال آن زمان براي نفوذ انتقال گرما از ديوار افزايش ‌يافته و دما افزايش مي‌يابد و عدد ناسلت كاهش مي‌يابد.

This paper performs a numerical investigation of the viscous dissipation effects on the laminar forced convection of a nanofluid within a horizontal parallel plate microchannel in the presence of a uniform magnetic field. A uniform heat flux and also a uniform magnetic field are applied to the middle section of the micochannel, while the entry and exit sections of the microchannel are thermally insulated. The finite volume method along with the SIMPLE algorithm is used to solve the governing equations. The effects of relevant parameters such as Reynolds Number, solid volume fraction, Hartman and brinkman numbers on the flow and temperature fields and the heat transfer performance of the microchannel are examined against numerical predictions. The results show that the rate of heat transfer decreases with an increase in the Brinkman number. The results also show that in the absence of viscous dissipation the increase of solid volume fraction and Hartman number enhance the heat transfer performance of the microchannel. However, these parameters play a different role in the presence of viscous dissipation.