بررسی تأثیر میدان مغناطیسی، تغییرات شیب و شرط مرزی دمایی دیواره بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی آب درون محفظه ی مانع دار به روش شبکه بولتزمن

در کار حاضر، اثر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی سیال آب با استفاده از روش شبکه بولتزمن شبیه سازی شده است. دیواره عمودی سمت چپ محفظه در دمای ثابت گرم قرار دارد در حالی که دیواره عمودی سمت راست محفظه دارای سه شرط مرزی دمایی مختلف (۱ دمای ثابت سرد، ۲ دمای خطی و ۳ دمای ثابت گرم است. دو دیواره دیگر محفظه در دمای ثابت سرد قرار دارند. مانعی لوزی شکل که در مرکز محفظه قرار دارد در چهار حالت مختلف (۱ سرد، ۲ رسانا، ۳ آدیاباتیک و ۴ گرم) بررسی می شود. همچنین دیواره پایینی محفظه در سه شیب متفاوت مورد ارزیابی قرار می گیرد. در شبیه سازی صورت گرفته میدان جریان و دما با حل همزمان توابع توزیع جریان و دما محاسبه شده است. تأثیر پارامترهای مختلفی چون عدد رایلی، عدد هارتمن، شیب دیواره، شرط مرزی دمایی مختلف دیواره و مانع لوزی شکل، بر روی انتقال حرارت جابجایی طبیعی بررسی شده است. نحوه اثرگذاری هر یک از پارامترهای فوق و شدت و ضعف آنها در کنترل میزان انتقال حرارت، هدف اصلی این تحقیق است. نتایج نشان می دهد با ثابت ماندن تمامی پارامترها، افزایش شیب دیواره و عدد رایلی منجر به افزایش انتقال حرارت می شود. همچنین با تغییر شرایط مرزی دمایی دیواره ها و مانع می توان بر روی میزان انتقال حرارت تأثیر گذار بود. بعلاوه افزایش قدرت میدان مغناطیسی سبب کاهش عدد ناسلت متوسط می شود که این تأثیر در شرایط مختلف، متفاوت است.

Keywords:

جابجایی طبیعی , روش شبکه بولتزمن. شرط مرزی دمایی مختلف , شیب دیواره متفاوت , میدان مغناطیسی