تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,298 |
تعداد مقالات | 15,886 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,121,748 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 14,891,409 |
شبیه سازی عددی انتقال گرمای همرفتی آزاد نانو سیال تحت میدان مغناطیسی در داخل محفظه موجدار | ||
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
مقاله 34، دوره 47، شماره 4، بهمن 1396، صفحه 301-310 اصل مقاله (1.5 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
مهدی مسلمی* 1؛ کوروش جواهرده2؛ مونا شهبازی3 | ||
1مربی، موسسه آموزش عالی آیندگان مازندران، تنکابن، ایران | ||
2دانشیار، دانشگاه گیلان، دانشکده مهندسی مکانیک، گیلان، رشت، ایران | ||
3دانشجوی دکتری، پردیس دانشگاه گیلان، رشت، ایران | ||
چکیده | ||
در این مقاله، مدل عددی انتقال گرمای همرفتی آزاد همراه با اثر میدان مغناطیسی یکنواخت در حالت جریان لایه ای پایا، در یک محفظه موجدار که با استفاده از نانو سیال اکسید مس پر شده است، مورد بررسی قرار گرفته است. دیوارهای راست و چپ محفظه عایق در نظر گرفته شده اند، در حالی که دیوارهای بالایی و پایینی موجدار همدما می باشند. معادلات حاکم بر مسئله به صورت تابع جریان- فرمول گردابه مورد بررسی قرار گرفته و بی بعد سازی شده است. سپس معادلات با استفاده از روش تفاضل مرکزی مرتبه دوم گسسته سازی شده و آنگاه با روش شتاب دهنده همگرایی بر اساس شرایط مرزی مورد نظر حل شده است. مقایسه های متعددی با پژوهش های منتشر شده قبلی انجام شده و درصد اختلاف بین آنان ناچیز است. در مطالعه پارامتری اثر پارامترهای حاکم مانند عدد رایلی، عدد هارتمن و کسر حجمی نانوسیال بر جریان بررسی شده است و نتایج به صورت کانتورهای تابع جریان، همدما و عدد ناسلت ارائه گردیده است. نتایج نشان می دهد که حضور نانوسیال منجر به تقویت قابل توجه انتقال گرما برای تمامی مقادیر عدد رایلی می شود. افزایش عدد هارتمن نشان می دهد که سرعت جریان کم شده و انتقال حرارت کاهش می یابد و همچنین افزایش عدد رایلی نیز میزان آهنگ انتقال گرمای همرفتی آزاد را بیشتر می نماید. | ||
کلیدواژهها | ||
محفظه موجدار؛ نانو سیال؛ میدان مغناطیسی؛ همرفت آزاد؛ حل عددی | ||
مراجع | ||
[1] Xiaofeng Wang, Diangfang Li, Hongwei Jiao, Heat transfer enhancement of Cu-Water nanofluids considering Brownian motion of nanoparticles in a singular cavity, Journal of Information and Computational Science, 9 (5) pp.1223-1235, 2012.. [2] Oronzio Manca, S.Nardini, D. Ricci, and S.Tamburrino, Numerical investigation on mixed convection in triangular cross-section ducts with nanofluids, Advanced in Mechanical Engineering, 7 (1) 13 pages, 2015. [3] Guiet J., Reggio M. and Vasseeur P., Natural convection of nanofluids in square enclosure with a protruding heat, Advanced in mechanical engineering, 4 (167296) 11 pages, 2012. [4] Rahmannezhad J., Ramezani A., kalteh M., Numerical investigation of magnetic field effects on mixed convection flow in a nanofluid-filled lid driven cavity, Int.J.of Engineering, 26(10),pp 1213-1224, 2013. [5] Abu-Nada E., Effects of variable viscosity and thermal conductivity of CuO–Water nanofluid on heat transfer enhancement in natural convection, Mathematical Model and Simulation, ASME J. Heat Transf. 132 (5) 052401, 2010. [6] Abu-Nada E., Effects of variable viscosity and thermal conductivity of Al2O3–water nanofluid on heat transfer enhancement in natural convection, Int. J. Heat Fluid Flow 30pp 679–690, 2009. [7] Santra A.K., Sen S., Chakraborty N., Study of heat transfer characteristics of copper– water nanofluid in a differentially heated square cavity with different viscosity models, J. Enhanced Heat Transf. 15 (4) pp273–287, 2008. [8] J. Ho, M.W. Chen, Z.W. Li, Numerical simulation of natural convection of nanofluid in a square enclosure: effects due to uncertainties of viscosity and thermal conductivity, Int. J. Heat Mass Transfer. 51 (17–18) pp4506–4516, (2008). [9] Al-Amiri A., Khanafer K., Bull J., Pop I., Effect of sinusoidal wavy bottom surface on mixed convection heat transfer in a lid-driven cavity, International Journal of Heat and Mass Transfer 50 pp1771-1780, 2007. [10]Cho C.C., Chen C.L., Chen C.K., Mixing of non-Newtonian fluids in wavy serpentine microchannel using electro kinetically-driven flow, Electrophoresis 33(5)pp 743-750, 2012. [11]Abu-Nada E., Oztop H.F., Numerical analysis of Al2O3/water nanofluids natural convection in a wavy walled cavity, Numerical Heat Transfer, Part A: Applications 59 (5)pp 403-419, 2011. [12] Cho C.C., Chen C.L., Chen C.K., Natural convection heat transfer performance in complex-wavy wall enclosed cavity filled with nanofluid, Int. J. Therm. Sci. 60 255–263, 2012. [13] Esmaeilpour M., Abdollahzadeh M., Free convection and entropy generation of nanofluid inside an enclosure with different patterns of vertical wavy walls, International Journal of Thermal Sciences 52 ,127-136, 2012. [14] Ching-Chang Cho, Chieh-Li Chen , Cha’o-Kuang Chen, Mixed convection heat transfer performance of water-based nanofluids in lid-driven cavity with wavy surfaces, International Journal of Thermal Sciences 68 pp181-190, 2013. [15] Eiyad Abu-Nada , Ali J. Chamkha, Mixed convection flow of a nanofluid in a lid-driven cavity with a wavy wall, International Communications in Heat and Mass Transfer 57 pp36–47, 2014. [16] Ching-Chang Cho ,Heat transfer and entropy generation of natural convection in nanofluid-filled square cavity with partially-heated wavy surface, International Journal of Heat and Mass Transfer 77pp 818–827, 2014. [17]Sheremet M.A., Popc I., Shenoy A., Unsteady free convection in a porous open wavy cavity filled with a nanofluid using Buongiorno's mathematical model, International Communications in Heat and Mass Transfer 67 pp66–72, 2012. [18]Sheremet M.A., Pop I., Bachok N., Effect of thermal dispersion on transient natural convection in a wavy-walled porous cavity filled with a nanofluid: Tiwari and Das’ nanofluid model, International Journal of Heat and Mass Transfer 92 pp1053–1060, 2016. [19]Tiwari R.K., Das M.K., Heat transfer augmentation in a two-sided lid-driven differentially heated square cavity utilizing nanofluids, Int. J. Heat Mass Transfer 50 pp2002–2018, 2007. [20]Mahmoudi AH, PopI,ShahiM., Effect of magnetic field on natural convection in a triangular enclosure filled with nanofluid, Int J Thermal Science 59pp12–140, 2012. [21]Hamad M.A.A., Pop I., Md Ismail A.I., Magnetic field effects on free convection flow of a nanofluid past a vertical semi-infinite flat plate. Nonlinear Analysis: Real World Applications, 12( 3),pp1338–1346, 2011. [22]Sheikholeslami M., Gorji-Bandpy M., Ganji D.D., Soheil Soleimani, Natural convection heat transfer in a cavity with sinusoidal wall filled with CuO–water nanofluid in presence of magnetic field, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers,45(1)pp 40-49, 2014. [23] Rashidi M.M., MohammadNasiri MarziehKhezerloo c, NajibLaraqi d, Numerical investigation of magnetic field effect on mixed convection heat transfer of nanofluid in a channel with sinusoidal walls m, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 40(1) 159–168, 2016. [24]Maxwell JC. A treatise on electricity and magnetism. London: Oxford Uni- versity Press; 1904 [25]S.M.S. Murshed, K.C. Leong, C. Yang, Enhanced thermal conductivity of TiO2-water based nanofluids. Int.J. Thermal Sci 44(4)pp367–73, 2005. [26]Timofeeva EV, Routbort JL, Singh D. Particle shape effects on thermo physical properties of alumina nano fluids. J. Appl. Phys. 106, (014304) 10pages, (2009). Pak BC,Cho YI. Hydrodynamic and heat transfer study ofdispersed fluids with submicron metallic oxide particles. Exp Heat Transfer Int.J. 11(2)pp151–70,(1998). [27]Brinkman HC,The viscosity of concentrated suspensions and solution.J Chem Phys (20)pp 571–81, 1952. [28] Sheikholeslami M, Soleimani S, Gorji-Bandpy M, Ganji DD, Seyyedi SM. Natural convection of nanofluids in an enclosure between acircular and a sinusoidal cylinder in the presence of magnetic field. Int. Commun Heat Mass transfer, 39(9)pp1435–43, 2012. [29]Koo J, Kleinstreuer C., Laminar nanofluid flow in microheat-sinks. Int J Heat Mass Transfer,48pp2652–2661, 2005. [30]Khalil Khanafer, Kambiz Vafai, Marilyn Lightstone, Buoyancy-driven heat transfer enhancement in a two-dimensional enclosure utilizing nanofluids, International Journal of Heat and Mass Transfer 46 pp 3639–3653, 2003. [31]Barakos G., Mitsoulis E., Natural convection flow in a square cavity revisited: laminar and turbulent models with wall functions, Int. J. Numerical Methods Fluids 18 pp695–719, 1994. [32] Fusegi T., Hyun J.M., Kuwahara K., Farouk B., A numerical study of three-dimensional natural convection in a differentially heated cubical enclosure, Int. J. Heat Mass Transfer 34 pp1543–1557, 1991. Bejan A., convection heat transfer, third ed.,Wiley, New York,pp. 241-295, 2003. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 291 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 564 |