مطالعه عددی اثر میدان مغناطیسی غیریکنواخت بر انتقال حرارت فروسیال در کانال با دو پله پیشرو

امروزه برای خنک‌ کاری تجهیزات الکترونیکی سامانه‌های رایانه‌ای، از کانال‌های خنک‌ کننده مایع استفاده می شود. این کانال‌ها برای عبور از المان‌ها باید تغییر سطح مقطع بدهند، بنابراین دچار انقباض و یا انبساط ناگهانی می‌شوند. این تغییرات منجر به ایجاد نواحی می‌شود که از نظر انتقال حرارت نامساعد هستند. روش‌های مختلفی برای بهبود انتقال حرارت در این نواحی پیشنهاد شده است. در مطالعه حاضر، امکان استفاده از میدان مغناطیسی غیریکنواخت برای بهبود انتقال حرارت در یک میلی‌کانال دارای دو انقباض ناگهانی پرداخته شده است. در این مطالعه فرض می‌شود فروسیال با خاصیت مغناطیسی (emg 805 یک برند تجاری) با رژیم جریان آرام، توسعه یافته و پایا در میلی‌کانال جاری می‌شود. دیواره‌های کانال آدیاباتیک و تنها به دیواره‌های پله که در مجاورت المان الکترونیکی است، شار ثابت وارد می‌شود. اثرات مکان دوقطبی بر روی دیوارهای پایین و بالا، تعداد دوقطبی‌ها، عدد رینولدز و قدرت میدان مغناطیسی بر روی میزان بهبود انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که افزایش عدد رینولدز و قدرت میدان مغناطیسی موجب افزایش ناسلت محلی می‌شود. اعمال تک دوقطبی مغناطیسی بر دیوار پایین و دقیقا بعد از پله موجب افزایش قابل توجه عدد ناسلت محلی و افزایش 164.05% عدد ناسلت متوسط نسبت به حالت بدون میدان مغناطیسی می‌شود.

numerical study of the effect of non-uniform magnetic field on ferrofluid heat transfer in a channel containing a double-forwrad facing step

nowadays, liquid cooling channels are used for cooling of electronic equipment. these channels have to change the cross section to pass over elements, so they undergo sudden contractions or expansions. these changes create areas that are unfavorable for heat transfer. various methods have been proposed to improve heat transfer in these areas. in the present study, the possibility of using a non uniform magnetic field to improve heat transfer in a millichannel including two sudden contractions has been discussed. in this study, it is assumed that a ferrofluid (emg 805 a commercial brand) flows in the channel with a laminar regime, fully developed and steady state conditions. the walls of the channel are adiabatic, while the walls of the steps, which are in the vicinity of the electronic element, have a constant heat flux. the effects of different parameters, including locations of dipoles on the bottom and top walls, the number of dipoles, the reynolds number, and the strength of the magnetic field on the improvement of heat transfer have been investigated. the obtained results show that the increase in reynolds number and the strength of the magnetic field causes an increase in local nusselt. the results show that applying a magnetic dipole on the bottom wall and just after the steps results in a significant increase in the local nusselt number and an increase of 164.05% in the average nusselt number compared to the case without a magnetic field.