شبیه‌سازی عددی انتقال حرارت جابه‌جایی اجباری فلزات مایع در یک چاه گرمایی میکروکانال تحت میدان مغناطیسی

Abstract

افزایش نرخ انتقال حرارت در صنایع مختلف به جهت بهبود کارایی تجهیزات، جلوگیری از آسیب به قطعات و کاهش هزینه، از بحث‌های ضروری در صنعت است. از جمله راه‌حل‌های افزایش انتقال حرارت، استفاده از چاه‌های حرارتی فعال می‌باشد. در این پژوهش از یک چاه حرارتی فعال با سیال فلز مایع گالینستن استفاده شده و گسسته‌سازی 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 به‌وجودآمدن نیرویی در خلاف جهت حرکت جریان به نام نیروی لورنتز شده که توزیع سرعت M شکل را باعث شده است. باتوجه‌به شرط مرزی شار ثابت، افزایش سرعت جریان در مجاورت دیواره‌ها 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.