اثر میدان مغناطیسی خارجی و تخت شدگی لوله بر میدان جریان و انتقال حرارت یک فروسیال

در این مطالعه، رفتار حرارتی و هیدرودینامیکی جریان لایه ای فروسیال ( آب و % 3 اکسید آهن ) در لوله های تخت شده، تحت میدان مغناطیسی محوری غیریکنواخت، با شدت های مختلف، مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعه عددی در نرم افزار متن باز اپن فوم، به کمک توسعه حلگر جدید، صورت گرفته و از مدل دوفازی مخلوط و روش حجم محدود استفاده شده است. نتایج نشان میدهد که تخت شدگی لوله، باعث افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی و تنش برشی دیواره میشود. نرخ این افزایش در همه موارد نرم و آرام است بجز در تخت ترین حالت که افزایش شدید مشاهده میشود. به علاوه، اعمال میدان مغناطیسی محوری با گرادیان منفی، با ایجاد نیرویی تحت عنوان کلوین و در خلاف جهت حرکت جریان، باعث افزایش فشار در ابتدای مسیر شده و با بهبود انتقال حرارت، ضریب انتقال حرارت جابجایی را افزایش میدهد. در طرف مقابل، میدان مغناطیسی محوری با گرادیان مثبت همانند پمپ عمل میکند و البته به افت ضریب انتقال حرارت جابجایی نیز منجر خواهد شد. همچنین، اثر تخت شدگی در افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی و تنش برشی در کل لوله موثر است، اما اثر اعمال میدان مغناطیسی فقط محدود به محل اعمال آن خواهد بود.

Keywords:

فروسیال , شدت میدان مغناطیسی , لوله تخت شده , مدل دو فازی مخلوط