تاثیر میدان مغناطیسی بر جریان فلز مذاب در لوله با انبساط ناگهانی تحت شار حرارتی

در صنایع مختلف از جمله مبدلهای حرارتی ، سیستم های هدایت هوا، راکتورهای هسته ای و خطوط لوله انتقال سیال از لوله های با انبساط ناگهانی استفاده می شود. در این لوله ها الگوی جریان پس از ناحیه منبسط شده دچار تغییرات می شود و گردابه هایی شکل می گیرند که بر روی انتقال حرارت، خوردگی ، نرخ فرسایش ، فشار و ... تاثیرگذار است . در این تحقیق راهکاری برای کاهش طول گردابه بر جریان فلز مذاب ارائه شده است . برای کاهش طول گردابه ها، میدان مغناطیسی یکنواخت در راستای عمود بر جهت حرکت جریان فلز مذاب بیسموت بر ناحیه پایین دست لوله با انبساط ناگهانی اعمال گردیده است . در ابتدا صحت حل جریان مغشوش سیال مذاب در لوله تحت شار حرارتی ثابت بررسی گردید. سپس صحت حل جریان در لوله با انبساط ناگهانی که پایین دست آن تحت شار حرارتی ثابت قرارگرفته است و همچنین صحت اعمال میدان مغناطیسی یکنواخت بر میکروکانال تحت شار حرارتی ثابت ، بررسی گردیده و مشاهده گردید که نتایج تطابق قابل قبولی با کارهای انجام شده دارند. در این تحقیق جریان سیال مذاب در لوله متقارن محوری با محدوده نسبت انبساط ۲ تا ۶ ، تحت میدان مغناطیسی با عدد هارتمن بین ۰ تا ۴۰۰ شبیه -سازی شده است که معادلات آن از روش حجم محدود و با استفاده از الگوریتم سیمپل ۱ به صورت عددی حل شدهاند. نتایج نشان می دهد که با افزایش عدد هارتمن ، طول گردابه کوچک می شود و پروفیل سرعت تخت تر و سرعت جریان کاهش می یابد.

Keywords:

لوله با انبساط ناگهانی , میدان مغناطیسی یکنواخت , جریان مغشوش , گردابه , فلز مذاب