بررسی تاثیر اندازه و جهت میدان مغناطیسی بر جریان و انتقال حرارت توام جابه‌جایی آزاد و اجباری برای نانوسیال محبوس در فضای بین دو استوانه هم‌مرکز و غیر‌هم‌مرکز دوار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی مکانیک دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه ولیعصر(عج) رفسنجان ایران

چکیده

در این پژوهش، جریان سیال و انتقال حرارت توام جابه­جایی آزاد و اجباری برای نانوسیال (آلومینیوم اکسید/آب) محبوس در فضای بین دو استوانه هم­مرکز و غیر‌هم­مرکز در حالت افقی به طول بی­نهایت که در دو دمای متفاوت نگه داشته شده­اند، در حضور میدان مغناطیسی با اندازه و جهت متغیر با کمک نرم افزار فلوئنت شبیه سازی شده است و طراحی و شبکه بندی آن با نرم افزار گمبیت صورت پذیرفته است. جریان اجباری به واسطه چرخش استوانه سرد خارجی با سرعت زاویه­ای ثابت حول محور مرکزی دو سیلندر پدید می­آید. علاوه بر این، در محاسبه نیروهای شناوری که به واسطه اختلاف دمای موجود میان دو استوانه به وجود می­آیند، از تقریب بوزینسک بهره­گرفته شده است. نتایج به دست آمده برای محدوده وسیعی از گروه اعداد بدون بعد (رینولدز، رایلی، هارتمن) و کسرحجمی نانوذرات ارائه شده­اند. نتایج عددی نشان می­دهند افزایش کسر حجمی و عدد رایلی منجر به افزایش انتقال حرارت و افزایش عدد رینولدز، کاهش آن را به همراه دارد و نیز استفاده از یک میدان مغناطیسی خارجی باعث سرکوب سرعت سیال و انتقال حرارت می­شود که این تغییرات در راستای عمودی ملموس­تر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of changing magnitude and direction of the magnetic field on the flow and combined convection heat transfer for the nanofluid in concentric/eccentric rotating cylinder annulus

نویسندگان [English]

  • Nasrin Shoul
  • Behrad Haghighi
  • Ali Abshahi Pour
Department of Mechanical Engineering Vali-e-Asr University of Rafsanjan Iran
چکیده [English]

In this research, fluid flow and heat transfer along with free and forced convection for nanofluidIn this research, fluid flow and heat transfer along with free and forced convection for nanofluid (aluminum oxide/water) confined in the space between two concentric and non-concentric cylinders in a horizontal state of infinite length which are at two temperatures have been kept differently, has been investigated in the presence of a magnetic field, with variable magnitude and direction, it has been simulated by Fluent software, and its design and meshing has been done by Gambit software. Forced flow occurs due to the rotation of the outer cold cylinder with a constant angular velocity around the central axis of the two cylinders. In addition, Buzinsk's approximation has been used to calculate the buoyancy forces that arise due to the temperature difference between the two cylinders. The obtained results are presented for a different range of dimensionless numbers (Reynolds, Rayleigh, Hartmann) and volume fraction of nanoparticles. The numerical results show that an increase in the volume fraction and Rayleigh number leads to an increase in heat transfer, and an increase in the Reynolds number leads to its decrease, and also the use of an external magnetic field suppresses the fluid velocity and heat transfer, and these changes are more tangible in the vertical direction.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Combined convection
  • Nanofluid flow
  • Magnetic field
  • Non-concentric cylinders