شبیه‌سازی cfd اثر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت اجباری جریان فروسیال داخل لوله

امروزه یکی از روشهای مناسب جهت بهبود انتقال حرارت، استفاده از فروسیالات تحت اثر میدان مغناطیسی است. فروسیال، یک سوسپانسیون پایدار حاوی نانوذرات مغناطیسی و سیال پایه است که دارای ضریب هدایت حرارت بالاتری نسبت به سیال پایه میباشد. در تاثیر میدان مغناطیسی ثابت بر میزان انتقال حرارت در cfd این تحقیق، شبیه سازی در یک لولهی مدور تحت شار حرارتی ثابت انجام شده است. fe3o جریان فروسیال آب- 4 شبیه سازی در دو قسمت، شامل عدم حضور میدان مغناطیسی و در حضور میدان مغناطیسی با اعمال شار حرارتی ثابت بر جدارهی لوله انجام شد. نتایج نشان داد که حضور نانوذرات مغناطیسی در آب در غیاب میدان مغناطیسی، منجر به افزایش 33/4-20/5 درصد در عدد ناسلت میشود. به علاوه، اعمال میدان مغناطیسی بر لوله به دلیل ایجاد جریانهای عرضی در جریان، باعث 100/53-66/7 درصد افزایش در عدد ناسلت شد. با افزایش عدد رینولدز، دمای سیال خروجی و همچنین دمای جدارهی لوله کاهش و ضریب انتقال حرارت با نتایج آزمایشگاهی موجود cfd و عدد ناسلت افزایش یافت. در پایان، نتایج شبیه سازی در یک مرجع، مقایسه و تطابق خوبی مشاهده شده است.

cfd simulation of the effect of magnetic field on convective heat transfer and ferrofluid flow inside a pipe

today, one of the best methods to improve heat transfer is using ferrofluid under the effect of a magnetic field. ferrofluid is a stable suspension containing magnetic nanoparticles and a base fluid that nanoparticles has a higher heat conductivity than the base fluid. in this study, cfd simulation of the effect of a constant magnetic field on the heat transfer rate in the waterfe3o4 ferrofluid flow in a circular tube under constant heat flux was performed. the simulation was performed in two parts, including the absence of the magnetic field and in the presence of the magnetic field by applying a constant heat flux to the pipe wall. the results showed that the presence of magnetic nanoparticles in water in the absence of magnetic field leads to increasing heat transfer between the tube wall and the fluid. in addition, the presence of nanoparticles in the base fluid increases the nusselt number compared to pure water. moreover, applying magnetic field on the tube wall greatly increased the rate of heat transfer to the ferrofluid due to the creation of secondary flows. finally, the cfd simulation results were compared to the experimental results in a reference and well agreement was seen.