تاثیر میدان مغناطیسی و نانو سیال هیبریدی بر انتقال حرارت از یک میکرو کانال

نوع مقاله : مقاله مکانیک

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکز

چکیده

مطالعه حاضر به بررسی عددی اثر میدان مغناطیسی و نانوسیال هیبریدی بر انتقال حرارت از یک میکروکانال می‌پردازد. میکرو‌کانال با سطح مقطع مربع و ابعاد 5/0× 5/0 میلی‌متر در داخل قطعه مکعبی‌شکل ایجاد شده است. قطعه مکعبی‌شکل از یک وجه تحت شار حرارتی و میدان مغناطیسی ثابت به ترتیب3750 وات بر مترمربع و یک تسلا بصورت عمود بر جریان قرار گرفته است. در این پژوهش از نانوسیال هیبریدی، روغن سویا به‌ عنوان سیال پایه و نانوذرات هیبریدی با شرایط اختلاط 75 درصد اکسید‌منیزیم و 25 درصد دی‌اکسید‌آلومینیوم با کسر‌حجمی یک تا 4 درصد استفاده شده است. جریان آرام و دبی‌حجمی‌های سیال داخل میکرو‌کانال 01/0، 025/0، 05/0، 075/0، 1/0 میلی‌لیتر بر ثانیه می‌باشد. در مطالعه عددی از مدل تکفاز و برای حل معادلات از روش حجم محدود استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از شرط مرزی انتقال حرارت جا‌‌به‌‌جایی اجباری با هوای محیط در 5 وجه قطعه مکعبی‌شکل نسبت به عدم استفاده از انتقال حرارت جا‌به‌‌جایی اجباری در وجوه می‌تواند باعث افزایش ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی بین 3/8 تا 50 درصد شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of magnetic field and hybrid nanofluid on heat transfer through a microchannel

نویسندگان [English]

  • Ali Salehin 1
  • Arash Mirabdolah Lavasani 1
  • Mohammad Nimafar 1
  • Gholamreza Salehi 2
  • Mohammad Vahabi 1
1 Department of Mechanical Engineering, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran Iran
چکیده [English]

This numerical study examines the influence of a magnetic field and hybrid nanofluid on heat transfer in a microchannel. The microchannel with a square cross-section and dimensions of 0.5 × 0.5 mm, is situated within a cube-shaped piece. A heat flux of 3750 W/m2 and a constant magnetic field of 1 tesla, perpendicular to the flow, are applied. The research employs a hybrid nanofluid, with soybean oil as the base fluid and hybrid nanoparticles comprising 75% magnesium oxide and 25% aluminum dioxide, at a volume fraction of 1 to 4%. The laminar fluid flow is used, and the volume flow inside the microchannel is 0.01, 0.025, 0.05, 0.075, and 0.1 ml/s, respectively. The numerical analysis utilizes a single-phase model, and the finite volume method is employed to solve the equations. The results indicate that applying boundary conditions of forced convection with ambient air on the five sides of the cube-shaped piece can enhance the convective heat transfer coefficient by 8.3% to 50%, compared to the absence of force convection in the faces under certain conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Variable boundary condition
  • Soybean oil
  • Magnesium oxide
  • Aluminum dioxide
  • Constant heat flux