fa en fa ar fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa ur fa fa fa fa fa fa fa en fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa ur fa ar ur fa fa en fa es en en en en azb en fa en en en en ar en en en en en en en en en en en en en en en en en en en fa fa fa fa el fa fa fa it id en en id bo en en fa ar fa de id fa de bo fa de en fa de en fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa ar fa fa fa fa fa fa fa de
بررسی انتقال حرارت جابه‌جایی آزاد محفظة پرشده از نانوسیال با یک مانع با طول متغیر و تحت میدان مغناطیسی
بانک ها و نمایه نامه ها
نوع مقاله : مقاله پژوهشی
2 کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک / دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد، شهرکرد
کاهش وزن، ابعاد و مصرف انرژی از جمله مسائل حائز اهمیت در صنایع هوافضا (فضاپیماها و ایستگاه فضایی) است. همین موارد سبب نیاز به یک سیستم خنک‌کننده با قابلیت بالا و ابعاد کوچکتر می‌شود. نانوسیالات می‌توانند در سیستم‌های سردکننده نقشی حیاتی ایفا کنند. در این مقاله به بررسی عددی جریان آرام، لایهای با جابه‌جایی طبیعی نانوسیال، در یک محفظة مربعی تحت زوایای مختلف نسبت به افق با مانعی در وسط آن پرداخته شده است. در وسط محفظه، صفحهای عمودی با ضخامت ناچیز قرار دارد. معادلات حاکم به روش تفاضل محدود، مبتنی بر حجم کنترل جبری شده و به‌کمک الگوریتم سیمپل به‌صورت همزمان حل شدهاند. بر اساس نتایج حاصل از حل عددی، تأثیر پارامترهایی چون چرخش محفظه، عدد ریلی، نسبت حجمی ‌نانوذرات و عدد هارتمن بر میدان جریان و انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند که در چرخش محفظه، ماکزیمم انتقال حرارت وقتی صورت میپذیرد که صفحة گرم با افق دارای زاویة 45 درجه باشد. صفحة میانی و افزایش عدد هارتمن موجب کاهش انتقال حرارت میشوند، حال آنکه افزایش عدد ریلی موجب افزایش انتقال حرارت میشود. افزایش نسبت حجمی ‌نانوذرات بسته به عدد ریلی ممکن است عملکرد حرارتی را تقویت یا تضعیف نماید.
The investigation of buoyancy-driven heat transfer in a square cavity with multiple mounted variable length heaters under magnetic field
Alireza Arab Solghar 1
Mohammad Shafiey Dehaj 1
1 Assistant Professor / Department of Mechanical Engineering, Vali-e-Asr University, Rafsanjan
2 Master of Science / Department of Mechanical Engineering, Islamic Azad University, Sahre Kord
Weight loss, dimensions, and energy consumption are important issues in the aerospace industry (spacecraft and space station), which requires a high capacity cooling system and smaller dimensions. Nanofluids can play an important role in cooling systems. In this paper, natural convection of water-alumina nanofluid in a square cavity with a thin partition mounted at the middle of the cavity is studied. The cavity has different orientation angles with respect to the horizon. For the horizontal cavity, the top and bottom walls are adiabatic and the left and the right walls are considered to be hot and cold, respectively. At the center of cavity, a vertical baffle with negligible thickness is mounted. The nanofluid inside the cavity is under a magnetic field. Governing equations were discretized through control volume approach and were solved simultaneously applying SIMPLER algorithm. Based on obtained results from numerical method, the influence of pertinent parameters such as the orientation angle of the cavity, Rayleigh number, the volume fraction of nanoparticles and Hartman number on the flow field and heat transfer are investigated. The results show that maximum heat transfer occurs when the angle of hot wall with respect to the horizon is 45. Also, the existence of the baffle and increase of Hartman number reduce the heat transfer while the increase of Rayleigh number enhances the transfer of heat. Depending on Rayleigh number, the increase of nanoparticle volume fraction may increase or decrease the thermal performance.
[1] S. Sadeghi, B. Ghasemi, Mixed Convection Heat Transfer of Nanofluids in an Inclined Channel Under Magnetic Field, Modares Mechanical Engineering, Vol. 13, No. 7, pp. 18-31, 2018 (in Persian)
[2] G. Kefayati, M. Gorji, H. Sajjadi, D. D. Ganji, Investigation of Prandtl number effect on natural convection MHD in an open cavity by Lattice Boltzmann Method, Engineering Computations, Vol. 30, No. 1, pp. 97-116, 2012.
[3] Y. Li, J. Zhou, S.Tung, E. Schneider E, S. Xi, A review on development of nanofluid preparation and characterization, Journal of Powder Technology, Vol. 196, No. 2, pp. 89-101, 2009
[4] A. Shahriari, Effect of magnetic field on natural convection heat transfer of nanofluid in wavy cavity with non-uniform temperature distribution, Modares MechanicalEngineering, Vol. 17, No. 4, pp. 29-40, 2017. (in Persian)
[5] M. Raihani, A. Abedin, A. Ebrahimi, Study the Properties of Performance and Sustainability of Nanofluids and ferrofluids, Journal of ISME, , Vol. 26, No. 116, pp. 51-65, 2017 (in Persian).
[6] H. Fazeli, P. Rahim mashaei, M. Shahryari, S. Madan, Investigation & simulation of Nanoparticle application in satellite equipment cooling; simultaneous use of Nano fluid and a heat pipe with three evaporators, Journal of Aerospace Knowledge and Technology, Vol. 6, No. 2, pp. 41-54 Summer 2017. (in Persian)
[7] Z. H. Liu, Y. Y. Li, A new frontier of nanofluid research-application of nanofluids in heat pipes, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 55, pp. 6786-6797, 2012.
[8] T. Saitoh, K. Hirose, High-accuracy benchmark solutions to natural convection in a square cavity, Journal of Computational Mechanics, Vol. 13, No. 4, pp.417-427, 1989.
[9] G. De Vahl Davis, Natural convection of air in a square cavity :a Benchmark solution, International Journal for numerical methods in fluids, Vol. 3, No. 3, pp. 249-264, 1983.
[10] Q. H. Deng, G. F. Tang, Y. A. Li, combined temperature scale for analyzing natural convection in rectangular enclosures with discrete wall heat sources, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 45, No. 16, pp.3437-3446, 2002.
[11] H. F. Oztop, E. Abu-Nada, Numerical study of natural convection in partially heated rectangular enclosures filled with nanofluids, International journal of heat and fluid flow, Vol. 29, No. 5, pp. 1326–1336, 2008.
[12] M.S. Krakov, I.V. Nikiforov, To the influence of uniform magnetic field on thermomagnetic convection in square cavity, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 252, pp. 209–211, 2002.
[13] T. Jue, Analysis of combined thermal and magnetic convection ferrofluid flow in a cavity, International communications in heat and mass transfer, Vol. 33, No. 7, pp. 846–852, 2006.
[14] H. L. G. Couto, N. B. Marcelino, F. R. Cunha, A study on magnetic convection in a narrow rectangular cavity, Journalof Magnetohydrodynamics, Vol 43, No. 4, pp. 421-428, 2007.
[15] N. C. Markatos, K. A. Pericleous, Laminar and turbulent natural convection in an enclosed cavity, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 27, No. 5, pp. 772-775, 1984.
[16] M. A. Teamah, Numerical simulation of double diffusive natural convection in rectangular enclosure in the presences of magnetic field and heat source, International Journal of Thermal Sciences, Vol. 47, No.3, pp. 237-248, 2008.
[17] S. Sivasankaran, C. J. Ho, Effect of temperature dependent properties on MHD convection of water near its density maximum in a square cavity, International Journal of Thermal Sciences, Vol. 47, No. 9, pp. 1184-1194, 2008.
[18] B. Ghasemi, S.M. Aminossadati, A. Raisi, Magnetic field effect on natural convection in a nanofluid-filled square enclosure, International Journal ofThermal Sciences, Vol. 50, No. 9, pp. 1748-1756, 2011.
[19] M. Pirmohammadi, M.  Ghassemi, Effect of magnetic field on convection heat transfer inside a tilted square enclosur, International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 36, No. 7, pp. 776–780, 2009.
دوره 8، شماره 1 - شماره پیاپی 1
اصل مقاله 4.29 MB
ارجاع به این مقاله
تعداد مشاهده مقاله: 288
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 213
عرب سلغار, علیرضا, شفیعی دهج, محمد, & داودیان, مهدی. (1398). بررسی انتقال حرارت جابه‌جایی آزاد محفظة پرشده از نانوسیال با یک مانع با طول متغیر و تحت میدان مغناطیسی. دانش و فناوری هوافضا, 8(1), 29-44.
علیرضا عرب سلغار; محمد شفیعی دهج; مهدی داودیان. "بررسی انتقال حرارت جابه‌جایی آزاد محفظة پرشده از نانوسیال با یک مانع با طول متغیر و تحت میدان مغناطیسی". دانش و فناوری هوافضا, 8, 1, 1398, 29-44.
عرب سلغار, علیرضا, شفیعی دهج, محمد, داودیان, مهدی. (1398). 'بررسی انتقال حرارت جابه‌جایی آزاد محفظة پرشده از نانوسیال با یک مانع با طول متغیر و تحت میدان مغناطیسی', دانش و فناوری هوافضا, 8(1), pp. 29-44.
عرب سلغار, علیرضا, شفیعی دهج, محمد, داودیان, مهدی. بررسی انتقال حرارت جابه‌جایی آزاد محفظة پرشده از نانوسیال با یک مانع با طول متغیر و تحت میدان مغناطیسی. دانش و فناوری هوافضا, 1398; 8(1): 29-44.