مدل‌سازی عملکرد هیدرولیکی- حرارتی یک کانال نیمه‌متخلخل سینوسی با جریان نانوسیال و اعمال میدان مغناطیسی

در این مطالعه، عملکرد هیدرولیکی-حرارتی یک کانال موجی نیمه‌متخلخل با جریان نانوسیال و اِعمال میدان مغناطیسی ارزیابی شده است. میدان مغناطیسی عمود بر کانال اِعمال شده است. جریان نانوسیال در این طرح، به صورت تک‌فاز، تراکم‌ناپذیر و دائم در نظر گرفته شده است. محدوده‌ی عدد هارتمن و عدد دارسی به ترتیب 10≤ ha ≤0 و 2-10≤ da ≤ 5-10 است. نانوذرات اکسید منیزیم در چهار کسر حجمی مختلف (0، 2، 4 و 5 درصد) مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم، به روش حجم محدود حل شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، افزایش کسرحجمی نانوذرات و موج کانال باعث بهبود انتقال حرارت خواهد شد. در یک رینولدز ثابت، افزایش تعداد موج کانال از 4 تا 6 موجب کاهش 7.8 درصدی عملکرد هیدرولیکی-حرارتی شده است. افزایش نفوذپذیری در محیط متخلخل، سبب تشدید عدد ناسلت و کاهش اصطکاک شده است. بهترین عملکرد هیدرولیکی-حرارتی در عدد دارسی 0.01 به مقدار 10.08 و کمترین آن در عدد دارسی 0.00001 به مقدار 0.52 است. همچنین، وجود میدان مغناطیسی تاثیر مثبتی بر عملکرد حرارتی داشته است. نتایج حاصل از این مطالعه می‌تواند در طراحی مبدل‌های حرارتی، راه‌گشا باشد.

modeling the hydraulic-thermal performance of a sinusoidal semi-porous channel with nanofluid flow and applying a magnetic field

in this study, the hydraulic-thermal performance of a semi-porous wave channel with nanofluid flow and applied magnetic field has been evaluated. the magnetic field is perpendicular to the channel. in this design, single-phase, incompressible and permanent nanofluid flow is considered. the ranges of hartmann number and darcy number are 0 ≤ ha ≤ 10 and 10-5 ≤ da ≤ 10-2, respectively. magnesium oxide nanoparticles have been investigated in four different volume fractions (0, 2, 4 and 5%). the governing equations are solved by the finite volume method. based on the obtained results, increasing the volume fraction of nanoparticles and channel wave improves heat transfer. at constant reynolds number, increasing the number of wave channels from 4 to 6 resulted in a 7.8% decrease in thermal hydraulics. the increase in permeability in the porous medium has increased the nusselt number and reduced friction. the best thermal hydraulic performance is 10.08 at darcy number 0.01 and the lowest is 0.52 at darcy number 0.0001. also, the presence of magnetic field has a positive effect on thermal performance. the results of this study can be useful in the design of heat exchangers.