مطالعه اثر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت جابه جایی اجباری فلزات مایع در یک چاه گرمایی میکروکانالی

میدان مغناطیسی قوی، روش جدیدی برای انتقال حرارت با شار حرارتی بالا ارائه می دهد. یک شبیه سازی عددی برای یک چاه حرارتی با شار حرارتی بالا تحت یک میدان مغناطیسی یکنواخت خارجی در سه جهت متفاوت برای بررسی میدان جریان و انتقال حرارت جابه جایی بین فلز مایع و سطوح گرم استفاده شده است. به دلیل بالا بودن چگالی و ضریب رسانش حرارتی و الکتریکی فلز مایع گالینستن، به عنوان سیال کار استفاده شده است. حذف گسسته سازی معادلات ناویر استوکس به روش حجم محدود مرتبه دوم بالادست انجام شده است. نتایج نشان می دهد اثر اعمال میدان مغناطیسی در جهت Y و Z (عمود بر محور جریان) به چاه حرارتی با عدد هارتمن ۸۸، ضریب انتقال حرارت جابه جایی را به ترتیب ۱۵ و ۸ درصد بهبود می بخشد. بهترین بازدهی جهت افزایش انتقال حرارت، با اعمال میدان مغناطیسی در جهت Y به دست آورده شد. با اعمال میدان مغناطیسی در جهت Y به چاه حرارتی، ضریب انتقال حرارت جابه جایی با عدد هارتمن ۴۴، ۱۱/۹ درصد، عدد هارتمن ۸۸، ۱۵ درصد و با عدد هارتمن ۱۳۲، ۱۷/۷ درصد نسبت به عدد هارتمن صفر افزایشی شده است. با اعمال میدان مغناطیسی در راستای Z به چاه حرارتی، ضریب انتقال حرارت جابه جایی با عدد هارتمن ۴۴، ۴/۳ درصد، عدد هارتمن ۸۸، ۸ درصد، عدد هارتمن ۱۳۲، ۱۱/۴درصد و عدد هارتمن ۳۳۰، ۲۲/۱ درصد نسبت به عدد هارتمن صفر افزایشی شده است. همچنین نتایج نشان می دهد اثر اعمال میدان مغناطیسی عمود بر محور جریان سبب افزایش گرادیان سرعت شده، در نتیجه افت فشار و ضریب اصطکاک چاه حرارتی افزایشی شده اند.

Keywords:

انتقال حرارت جابه جایی اجباری , میدان مغناطیسی , فلز مایع , چاه حرارتی , میکروکانال