تأثیر اعمال میدان مغناطیسی ثابت بر جابجائی آزاد گذرا در یک محفظة مربعی و بررسی خطوط گرما

نویسندگان

1 Mechanic, Kashan University

2 Mechanical Engineering, University of Kashan

3 Mechanichal Engineering, University of Kashan

چکیده

در این تحقیق به بررسی عددی تأثیر اعمال یک میدان مغناطیسی ثابت بر جریان جابجایی آزاد آرام و میدان دما در حالت گذرا درون یک محفظة دو بعدی، حاوی گالیم مذاب با عدد پرانتل 02/0، با دیواره?های جانبی دما ثابت پرداخته شده است. برای تبدیل معادلات دیفرانسیل به معادلات جبری، از روش حجم محدود استفاده شده است. نتایج حاصله به?صورت خطوط دما ثابت، خطوط جریان و خطوط گرما و همچنین نمودارهای تغییرات ضریب انتقال حرارت نسبت به زمان ارائه شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش قدرت میدان مغناطیسی و به تبع آن عدد هارتمن، به?خاطر تقابل نیروی لورنتز با نیروی شناوری، از مقادیر سرعت درون محفظه کاسته ?شده است. در نتیجه ماکزیمم قدر مطلق تابع جریان و نرخ انتقال حرارت کلی بین دیواره?های گرم و سرد محفظه کاهش یافته و جابجایی آزاد تضعیف شده است. نتایج نشان داده?اند که با افزایش قدرت میدان مغناطیسی تا یک حد مناسب، می?توان مانع حرکت سیال که در اثر جابجائی آزاد ایجاد شده است شده و در نتیجه مکانیزم انتقال حرارت به شیوه?ی هدایت را در محفظه غالب کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Applying a Constant Magnetic Field on Transient Natural Convection in a Square Cavity and Investigation of Heat Lines

چکیده [English]

In this paper, the effect of a magnetic field on transient and laminar natural convection in a square cavity with constant temperature side walls filled with liquid gallium (Pr=0.02) is investigated numerically. Governing equations are discretized using the control volume method. The results are presented in the form of streamlines, isotherms, heat lines and plots of Nusselt number versus time. The results have shown that with increasing magnetic field strength and therefore the Hartmann number, velocity inside the cavity reduces. Thus maximum absolute value of stream function and the heat transfer between the hot and cold walls of the cavity decreases and the free convection has been weakened. Applying the magnetic field (high enough) suppresses the convection flow and decreases the heat transfer rate and thus conduction heat transfer mechanism become dominant in the cavity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Natural convection
  • magneto hydro dynamic
  • Hartman number
  • Lorentz force
  • Nusselt Number