جابجایی آزاد نانوسیال مغناطیسی با در نظر گرفتن اثر ویسکوزیته MFD
چکیده
در اين تحقيق، اثر ويسكوزيته‌ی وابسته به ميدان مغناطيسي (MFD) در انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسيال در یک محفظه بررسي شده است. دیوار پایین دارای عناصر گرمایی ثابت است. با توجه به حرکت براونی، مدل نانوسیال تک‌فاز مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش کنترل محدود براساس روش المان محدود برای شبیه‌سازی این مسئله استفاده می‌شود. اثرات پارامتر ویسکوزیته، عدد هارتمن و رایلی بر رفتار گرمایی بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که عدد ناسلت یک تابع افزایشی بر روی عدد رایلی و کسر حجمی نانوذرات دارد، در حالی که پارامتر ویسکوزیته و عدد هارتمن یک عملکرد کاهنده دارند. همچنین می‌توان دریافت که کاهش عدد ناسلت به دلیل اثر ویسکوزیته MFD برای عدد رایلی بالا و عدد هارتمن کم، بسیار حساس است.
1- مقدمه
هیدرودینامیک مغناطیسی با توجه به کاربردهای فراوان در صنایع نفت و مهندسی کشاورزی، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. شیخ‌الاسلامی و همکاران [1] از مدل دو‌فازی برای شبیه‌سازی انتقال حرارت جابجایی اجباری نانوسیال مغناطیسی در جریان ورودی میدان مغناطیسی متغیر استفاده کردند. رودریاح و همکاران [2] به‌صورت عددی اثر میدان مغناطیسی را بر جابجایی طبیعی در یک محفظه‌ی مستطیلی بررسی کردند. آنها دریافتند که میدان مغناطیسی، میزان انتقال حرارت را کاهش می‌دهد. حایات و همکاران [3] جریان دو‌بعدی هیدرومغناطیسی را با انتقال گرما و جرم در یک ورقه‌ی کششی در حضور حرارت جول و اثرات ترموفورسیس بررسی کردند. انتقال حرارت جابجایی اجباری از نانوسیال مغناطیسی در یک محفظه‌ی نیمه حلقه‌ی متحرک، توسط شیخ‌الاسلامی و همکاران ]4[ مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آنها نشان داد که عدد ناسلت رابطه‌ی مستقیمی با عدد رینولدز و کسر حجمی نانوذرات دارد؛ در حالی‌که با عدد هارتمن رابطه‌ی معکوس دارد. انتقال حرارت سیالات مغناطیسی در جریان ورودی میدان مغناطیسی متغیر توسط شیخ‌الاسلامی و رشیدی [5] مورد بررسی قرار گرفته است. آنها دریافتند که با توجه به ویسکوزیته‌ی وابسته به میدان مغناطیسی، عدد ناسلت افزایش می‌یابد. نانجانداپا و همکاران [6] اثر ویسکوزیته‌ی وابسته به مغناطیسی (MFD) را بر روی شروع جابجایی اجباری فروسیال در یک لایه‌ی متخلخل اشباع شده‌ی افقی مطالعه کردند. شیخ‌الاسلامی و همکاران [7] اثر میدان مغناطیسی متغیر بر انتقال جابجایی اجباری را بررسی کردند. نتایج آنها نشان داد که اثرات نیروهای کلوینی برای عدد رینولدز بزرگ‌تر، برجسته‌تر است. اثرات تابش حرارتی بر روی MHD در جریان جابجایی اجباری مجاور یک گوه‌‌ی غیرایزوترمال توسط چامخا و همکاران ]8[ بررسی شده است. آنها نشان دادند که عدد ناسلت محلی، زمانی که پارامتر تابش حرارتی افزایش می‌یابد، کاهش پیدا می‌کند.
Abstract
In this study effect of magnetic field dependent (MFD) viscosity on free convection heat transfer of nanofluid in an enclosure is investigated. The bottom wall has constant flux heating element. Single phase nanofluid model is utilized considering Brownian motion. Control Volume based Finite Element Method is applied to simulate this problem. The effects of viscosity parameter, Hartmann number and Rayleigh number on hydrothermal behavior have been examined. Results show that Nusselt number is an increasing function of Rayleigh number and volume fraction of nanoparticle while it is a decreasing function of viscosity parameter and Hartmann number. Also it can be found that reduction of Nusselt number due to MFD viscosity effect are more sensible for high Rayleigh number and low Hartmann number.
1. Introduction
Magnetohydrodynamic has attracted noteworthy attention due to its numerous applications in petroleum industries and agricultural engineering. Sheikholeslami et al. [1] used two phase model for simulation of magnetic nanofluid forced convective heat transfer in the presence of variable magnetic field. Rudraiah et al. [2] investigated numerically magnetic field effect on natural convection in a rectangular enclosure. They found that the magnetic field reduces the rate of heat transfer. Hayat et al. [3] investigated the magnetohydrodynamic twodimensional flow with heat and mass transfer over a stretching sheet in the presence of Joule heating and thermophoresis. Force convective heat transfer of magnetic nanofluid in a lid driven semi annulus enclosure has been investigated by Sheikholeslami et al. [4]. Their results showed that Nusselt number has a direct relationship with Reynolds number, nanoparticle volume fraction while it has reverse relationship with Hartmann number. Ferrofluid heat transfer treatment in the presence of variable magnetic field has been studied by Sheikholeslami and Rashidi [5]. They found that Nusselt number increases by considering magnetic field dependent viscosity. Nanjundappa et al. [6] studied the effect of magnetic field dependent (MFD) viscosity on the onset of ferro convection in a ferrofluid saturated horizontal porous layer. Sheikholeslami et al. [7] investigated the effect of variable magnetic field on force convection heat transfer. Their results indicated that the effects of Kelvin forces are more pronounced for high Reynolds number. Thermal radiation effects on MHD forced convection flow adjacent to a non-isothermal wedge were investigated by Chamkha et al. [8]. They showed that local Nusselt number was predicted to decrease as the thermal radiation parameter increased.
چکیده
1- مقدمه
2- تعریف هندسه و شرایط مرزی
3- مدل‌سازی ریاضی و روش عددی
3-1 تعریف مسئله
3-2 روش عددی
4- بررسی شبکه و اعتبارسنجی کد
5- نتایج و بحث
6- نتیجه‌گیری
منابع
Abstract
Nomenclature
1. Introduction
2. Geometry definition and boundary conditions
3. Mathematical modeling and numerical procedure
3.1. Problem formulation
3.2. Numerical procedure
4. Grid testing and code validation
5. Results and discussion
6. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه