مدل‌سازی عملکرد هیدرولیکی- حرارتی یک کانال نیمه‌متخلخل سینوسی با جریان نانوسیال و اعمال میدان مغناطیسی

Abstract

در این مطالعه، عملکرد هیدرولیکی-حرارتی یک کانال موجی نیمه‌متخلخل با جریان نانوسیال و اِعمال میدان مغناطیسی ارزیابی شده است. میدان مغناطیسی عمود بر کانال اِعمال شده است. جریان نانوسیال در این طرح، به صورت تک‌فاز، تراکم‌ناپذیر و دائم در نظر گرفته شده است. محدوده‌ی عدد هارتمن و عدد دارسی به ترتیب 10≤ Ha ≤0 و 2-10≤ Da ≤ 5-10 است. نانوذرات اکسید منیزیم در چهار کسر حجمی مختلف (0، 2، 4 و 5 درصد) مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم، به روش حجم محدود حل شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، افزایش کسرحجمی نانوذرات و موج کانال باعث بهبود انتقال حرارت خواهد شد. در یک رینولدز ثابت، افزایش تعداد موج کانال از 4 تا 6 موجب کاهش 8/7 درصدی عملکرد هیدرولیکی-حرارتی شده است. افزایش نفوذپذیری در محیط متخلخل، سبب تشدید عدد ناسلت و کاهش اصطکاک شده است. بهترین عملکرد هیدرولیکی-حرارتی در عدد دارسی 01/0 به مقدار 08/10 و کمترین آن در عدد دارسی 00001/0 به مقدار 52/0 است. همچنین، وجود میدان مغناطیسی تأثیر مثبتی بر عملکرد حرارتی داشته است. نتایج حاصل از این مطالعه می‌تواند در طراحی مبدل‌های حرارتی، راه‌گشا باشد.

Keywords

• عملکرد هیدرولیکی-حرارتی
• تحلیل عددی
• کانال موج‌دار
• میدان مغناطیسی
• کانال نیمه متخلخل