abbas molaei
-
بارزترین ویژگی چاه های حرارتی، قابلیت انتقال گرما و خاصیت خنک کنندگی آن ها است. در این پژوهش از یک چاه حرارتی فعال تک کانالی عمودی با سیال فلز مایع گالینستن استفاده شده و گسسته سازی معادلات ناویراستوکس به روش حجم محدود مرتبه دوم بالادست انجام شده است. بررسی انتقال حرارت جابه جایی ترکیبی با اعداد ریچاردسون 0/45 و 1 و 10 به دو صورت جهت جریان از بالابه پایین و جهت جریان از پایین به بالا صورت گرفته و به اثرات میدان مغناطیسی خارجی در دو جهت عمود بر محور جریان پرداخته شده است. نتایج نشان داد جهت جریان از پایین به بالا با عدد ریچاردسون 10 بدون حضور میدان مغناطیسی، عدد ناسلت را 11/30 درصد نسبت به جهت جریان از بالابه پایین بهبود داده است. با عدد ریچاردسون 1 و جهت جریان از پایین به بالا، اثر اعمال میدان مغناطیسی در جهت Z (عمود بر محور جریان) با عدد هارتمن 129، 164/5 و 194 به ترتیب 11/29، 13/63 و 15/88 درصد عدد ناسلت را بهبود بخشیده است. با عدد ریچاردسون 1 و جهت جریان از پایین به بالا، اثر اعمال میدان مغناطیسی در جهت X (عمود بر محور جریان) با عدد هارتمن 64/6، 129 و 194 به ترتیب 7/08، 8/28 و 8/76 درصد عدد ناسلت را بهبود بخشیده است.
کلید واژگان: میکروکانال, انتقال حرارت جابهجایی ترکیبی, فلز مایع, چاه حرارتی, میدان مغناطیسیThe most obvious feature of heat sinks is their ability to transfer heat and their cooling properties. In this research, a vertical single-channel active heat sink with Galinstan liquid metal fluid was used and the discretization of Navier Stokes equations was done using the second-order upwind finite volume method. Investigation of Mixed Convection heat transfer with Richardson numbers 0.45, 1 and 10 has been done in both directions of flow from top to bottom and flow direction from bottom to top and the effects of external magnetic field in two directions perpendicular to the flow axis have been investigated. The results showed that the flow direction from bottom to top with a Richardson number of 10 without the presence of a magnetic field improved the Nusselt number by 11.30% compared to the flow direction from top to bottom. With the Richardson number of 1 and the flow direction from bottom to top, the effect of applying the magnetic field in the Z direction (perpendicular to the current axis) with the Hartmann number of 129, 164.5, and 194, respectively, is 11.29, 13.63, and 15.88 percent of the Nusselt number has been improved. With the Richardson number of 1 and the flow direction from the bottom to the top, the effect of applying the magnetic field in the X direction (perpendicular to the flow axis) with the Hartmann number of 64.6, 129 and 194, respectively, is 7.08, 8.28 and 8.76% of the Nusselt number has improved.
Keywords: Microchannel, Mixed Convection Heat Transfer, Liquid Metal, Heat Sink, Magnetic Field -
افزایش نرخ انتقال حرارت در صنایع مختلف به جهت بهبود کارایی تجهیزات، جلوگیری از آسیب به قطعات و کاهش هزینه، از بحث های ضروری در صنعت است. از جمله راه حل های افزایش انتقال حرارت، استفاده از چاه های حرارتی فعال می باشد. در این پژوهش از یک چاه حرارتی فعال با سیال فلز مایع گالینستن استفاده شده و گسسته سازی معادلات ناویراستوکس به روش حجم محدود مرتبه دوم بالادست انجام شده است. اثر اعمال میدان مغناطیسی در جهت Y (عمود بر محور جریان) به چاه حرارتی، سبب به وجودآمدن نیرویی در خلاف جهت حرکت جریان به نام نیروی لورنتز شده که توزیع سرعت M شکل را باعث شده است. باتوجه به شرط مرزی شار ثابت، افزایش سرعت جریان در مجاورت دیواره ها سبب کاهش دمای سطوح و بهبود انتقال حرارت شده است. نتایج نشان دادند اثر اعمال میدان مغناطیسی خارجی یکنواخت در دو راستای Y و X با عدد هارتمن 517، عدد ناسلت را به ترتیب 38 و 13 درصد نسبت به عدد هارتمن صفر بهبود بخشیده است. اثر اعمال میدان مغناطیسی در جهت Y به چاه حرارتی با عدد هارتمن 517، 38 درصد، عدد هارتمن 258، 22 درصد و عدد هارتمن 129، 13 درصد انتقال حرارت را بهبود داده است.
کلید واژگان: انتقال حرارت جابه جایی اجباری, میدان مغناطیسی, فلز مایع, چاه حرارتی, میکروکانالIncreasing the heat transfer rate in various industries in order to improve the efficiency of equipment, prevent damage to parts and reduce costs is one of the essential discussions in the industry. One of the solutions to increase heat transfer is the use of active heat sink. In this research, an active heat sink with Galinsten liquid metal fluid was used and the discretization of Navier-stokes equations was done using the second order upstream finite volume method. The effect of applying the magnetic field in the Y direction (perpendicular to the flow axis) to the heat sink has caused the creation of a force against the flow direction called the Lorentz force, which has caused the M-shaped velocity distribution. According to the constant flux boundary condition, increasing the flow velocity in the vicinity of the walls has caused the surface temperature to decrease and the heat transfer to improve. The results showed that the effect of applying a uniform external magnetic field in both Y and X directions with a Hartmann number of 517 improved the Nusselt number by 38% and 13%, respectively, compared to a Hartmann number of zero. The effect of applying a magnetic field in the Y direction to the heat well with a Hartmann number of 517, 38%, Hartmann number of 258, 22% and Hartmann number of 129, 13% has improved the heat transfer.
Keywords: Forced convection heat transfer, Magnetic Field, liquid metal, Heat sink, Microchannel
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.