بررسی جریان سیال در میکرو کانال تحت تاثیر نیروی الکترومغناطیسی

میدان های مغناطیسی در بسیاری از جریانهای طبیعی و صنایع تاثیرگذار هستند. به شاخه ای از مطالعات که به اثر متقابل بین میدان مغناطیسی و سیال هادی در حال حرکت می پردازد، هیدرودینامیک مغناطیسی (MHD) می گویند. بررسی این موضوع نیاز به دانستن معادلات حاکم مغناطیس و سیالات و تاثیر هر کدام از پارامترهای این دو دانش بر یکدیگر دارد. میدان مغناطیسی بر جریان سیال داخل کانال، نیروی لرنتز وارد کرده که این نیرو سبب پمپاژ سیال می شود و به آن پمپ هیدرودینامیک مغناطیسی می گویند. این پمپ ها بر اساس تزریق جریان الکتریکی به دو الکترود قرار گرفته روی دیواره کانال و استفاده از یک میدان مغناطیسی عمود بر جریان از طریق مغناطیس دائم عمل کرده و جریان سیال هادی الکتریسیته درون کانال را در جهت عمود به این دو میدان به حرکت در می آورند. با توجه به کاربردهای متنوع جریان MHD و این نوع پمپ ها بخصوص در زمینه میکرو که بسیار جدید و پرکاربرد می باشد، در این بررسی به مطالعه کامل معادلات حاکم بر این نوع جریان و همچنین بررسی رفتار سیال تحت ایت جریان در یک میکرو کانال می پردازیم. معادلات پیوستگی، مومنتوم، انرژِ و معادلات ماکسول بررسی شده و از حل عددی آنها تاثیر پارامترهای الکترومغناطیس مانند چگالی شار مغناطیسی و چگالی جریان بر سرعت سیال بررسی شده اند. نتایج رفتار یکسانی برای سرعت و دما در هر دوره زمانی را نشان می دهند. همچنین سرعت جریان در هر چگالی شار مغناطیسی، دارای یک مقدار ماکزیمم است و مقدار آن با افزایش چگالی شار مغناطیسی افزایش می یابد.

Keywords:

جریان MHD , معادلات پیوستگی و مومنتوم , معادلات ماکسول , سرعت در پمپ MHD