عنوان

بررسی عددی تاثیر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت جریان دوفازی گذرا در یک محیط متخلخل

Number

‭۱۶۶۰۸پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی عددی تاثیر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت جریان دوفازی گذرا در یک محیط متخلخل

First Statement of Responsibility

/میر امین کمالی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: فنی مهندسی مکانیک

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۵‬

Name of Manufacturer

، راشدی

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی مکانیک - تبدیل انرژی

Date of degree

‮‭۱۳۹۵/۰۶/۱۸‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

امروزه طراحی و ساخت مبادله‌کن‌های حرارتی که بتوانند شار گرمایی بالایی را برای دوره‌صی زمانی طولانی تحمل کنند از موضوعات چالشی انتقال حرارت به حساب می‌صآید .از این‌صرو، بررسی و بهینه‌سازی یک مبادله‌کن گرمایی در مقیاس میکرو که توان انتقال چنین شار گرمایی را داشته باشد، ضروری است .در این پژوهش، رفتار حرارتی و هیدرودینامیکی گذر جریان فروسیال تحت تاثیر میدان مغناطیسی غیر یکنواخت عمود بر جهت جریان از یک میکروکانال متخلخل مورد بررسی قرار گرفته است .نانوسیال حاوی ذرات کروی ‮‭Fe۳O۴‬ به قطر ‮‭۱۰‬نانومتر و با کسر حجمی ‮‭۴‬ بوده که از مدل دو فازی مخلوط برای اعمال تاثیر حضور ذرات نانو در جریان استفاده شده است .با توجه به برقراری شرایط مکانیک محیطصهای پیوسته، معادلات بقای جرم، تکانه و انرژی بر جریان سیال حاکم بوده و نیروی ناشی از میدان مغناطیسی با نوشتن کدهایی در قالب یک جمله‌صی چشمه به معادلات حاکم بر جریان سیال در نرم‌افزار ‮‭ANSYS FLUENT۱۵‬ اضافه شده است .جریان ناپایا، تراکم ناپذیر و سه‌بعدی می‌باشد و با استفاده از روش حجم محدود حل شده و نتایج پس از مقایسه با ادبیات فن مورد بررسی قرار گرفته‌صاند .برای مدل‌سازی محیط متخلخل درون میکروکانال از چینش)وضعیت (ساچمه‌های کروی با آرایش خطی و غیرخطی بهره گرفته شده است .نتایج نشان می‌صدهد که توزیع دمایی و بیشینه مقدار آن روی سطح دیواره میکروکانال در حالت متخلخل نسبت به بدون آن، یکنواخت‌صتر و کوچک‌تر است .افت فشار و ضریب انتقال حرارت در محیط متخلخل بیشتر بوده و همچنین آشفتگی بیشتری نیز در جریان در میکروکانال متخلخل مشاهده می‌صشود .افزایش میزان آشفتگی جریان موجب افزایش ضریب انتقال حرارت و افت فشار می‌گردد .این وضعیت برای آرایش غیرخطی در مقایسه با سایر وضعیت‌صهای مورد بررسی در این پژوهش، نمود بیشتری داشته است .حضور میدان مغناطیسی از اندازه‌صی دما روی سطح کاسته و توزیع آن‌را یکنواخت‌صتر کرده و همچنین میزان ضریب انتقال حرارت را در طی میکروکانال متخلخل افزایش داده است .میدان مغناطیسی بر افت فشار درون میکروکانال متخلخل در تمامی چینش‌صهای مورد بررسی تاثیر چندانی نداشته است

Text of Note

Nowadays, one of the challenging issues in industrial field such as electronics is to control the heat transfer processes, especially in high heat flux condition. For this purpose, designing the suitable heat exchanger in micro scale that transfers such heat flux seems to be necessary.In this project, fluid flow and convective heat transfer of a ferrofluid in Aluminium sintered porous microchannels which is exposed to a non-uniform transverse magnetic field has been investigated numerically. Nano particles have been selected as ?Fe?_3 O_4 wih 4 volume fraction and 10nm diameter. In this numerical simulation a simple cubic and staggered structure formed by uniform particles has been assumed with small contact areas for the porous media and a constant heat flux at the surface of microchannel. Non-uniform transverse magnetic field has been generated by an electric current going through a wire located parallel with the duct. The generated kelvin force considering magnetic field has been added to the governing equations in ANSYS FLUENT 15 in the form of source term by UDF. The two phase mixture model has been used to simulate the nanofluid flow and the control volume technique has been employed to study the flow. In order to indicate the validity and accuracy of the numerical evaluation, the results of an experimental study has been reproduced. Results show that the surface temperature distribution is more uniform and the maximum temperature of the microchannel is lower on the porous microchannel walls than original ones. Pressure drop and heat transfer coefficient in porous microchannel is higher than the normal microchannel and more turbulence in the flow in porous microchannels occurred. Turbulence intensity augmentation increases the heat transfer coefficient and pressure drop. This phenomenon is more evident for staggered arrangement in comparison to other ordering examined in this study. The presence of magnetic field reduces the surface temperature and makes a uniform temperature distribution and also increases the heat transfer coefficient along the porous microchannel. Applied magnetic field has no remarkable effect on pressure drop along the channel

کمالی، میرامین

امین‌فر، حبیب، استاد راهنما

محمدپورفرد، موسی، استاد راهنما

طلعتی، فرامرز، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی