مطالعه اثر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت جابه¬جایی اجباری فلزات مایع در یک چاه گرمایی میکروکانالی

Abstract

چکیده - میدان مغناطیسی قوی، روش جدیدی برای انتقال حرارت با شار حرارتی بالا ارائه می‌دهد. یک شبیه‌سازی عددی برای یک چاه حرارتی با شار حرارتی بالا تحت یک میدان مغناطیسی یکنواخت خارجی در سه جهت متفاوت برای بررسی میدان جریان و انتقال حرارت جابه‌جایی بین فلز مایع و سطوح گرم استفاده شده است. به دلیل بالا بودن چگالی و ضریب رسانش حرارتی و الکتریکی فلز مایع گالینستن، به¬عنوان سیال کار استفاده شده¬ است. روش گسسته سازی معادلات ناویر استوکس به روش حجم محدود مرتبه دوم بالادست انجام شده است. نتایج نشان می¬دهد اثر اعمال میدان مغناطیسی در جهت Y و Z (عمود بر محور جریان) به چاه حرارتی با عدد هارتمن 88، ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی را به ترتیب 15 و 8 درصد بهبود می¬بخشد. بهترین بازدهی جهت افزایش انتقال حرارت، با اعمال میدان مغناطیسی در جهت Y به دست آورده شد. با اعمال میدان مغناطیسی در جهت Y به چاه حرارتی، ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی با عدد هارتمن 44، 9/11 درصد، عدد هارتمن 88، 15 درصد و با عدد هارتمن 132، 7/17 درصد نسبت به عدد هارتمن صفر افزایشی شده است. با اعمال میدان مغناطیسی در راستای Z به چاه حرارتی، ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی با عدد هارتمن 44، 3/4 درصد، عدد هارتمن 88، 8 درصد، عدد هارتمن 132، 4/11درصد و عدد هارتمن 330، 1/22 درصد نسبت به عدد هارتمن صفر افزایشی شده است. همچنین نتایج نشان می¬دهد اثر اعمال میدان مغناطیسی عمود بر محور جریان سبب افزایش گرادیان سرعت شده، در نتیجه افت فشار و ضریب اصطکاک چاه حرارتی افزایشی شده¬اند. واژگان کلیدی: انتقال حرارت جابه¬جایی اجباری، میدان مغناطیسی، فلز مایع، چاه حرارتی، میکروکانال