بهبود انتقال حرارت جابه‌جایی ترکیبی فلز مایع در یک چاه حرارتی تک کانالی تحت میدان مغناطیسی خارجی یکنواخت

بارزترین ویژگی چاه‌های حرارتی، قابلیت انتقال گرما و خاصیت خنک‌کنندگی آن‌ها است. در این پژوهش از یک چاه حرارتی فعال تک کانالی عمودی با سیال فلز مایع گالینستن استفاده شده و گسسته‌سازی معادلات ناویراستوکس به روش حجم محدود مرتبه دوم بالادست انجام شده است. بررسی انتقال حرارت جابه‌جایی ترکیبی با اعداد ریچاردسون 0/45 و 1 و 10 به دو صورت جهت جریان از بالابه‌پایین و جهت جریان از پایین‌به‌بالا صورت گرفته و به اثرات میدان مغناطیسی خارجی در دو جهت عمود بر محور جریان پرداخته شده است. نتایج نشان داد جهت جریان از پایین‌به‌بالا با عدد ریچاردسون 10 بدون حضور میدان مغناطیسی، عدد ناسلت را 11/30 درصد نسبت به جهت جریان از بالابه‌پایین بهبود داده است. با عدد ریچاردسون 1 و جهت جریان از پایین‌به‌بالا، اثر اعمال میدان مغناطیسی در جهت z (عمود بر محور جریان) با عدد هارتمن 129، 164/5 و 194 به ترتیب 11/29، 13/63 و 15/88 درصد عدد ناسلت را بهبود بخشیده است. با عدد ریچاردسون 1 و جهت جریان از پایین‌به‌بالا، اثر اعمال میدان مغناطیسی در جهت x (عمود بر محور جریان) با عدد هارتمن 64/6، 129 و 194 به ترتیب 7/08، 8/28 و 8/76 درصد عدد ناسلت را بهبود بخشیده است.

improvemet mixed convection heat transfer of liquid metal in a single channel heat sink under uniform external magnetic field

the most obvious feature of heat sinks is their ability to transfer heat and their cooling properties. in this research, a vertical single-channel active heat sink with galinstan liquid metal fluid was used and the discretization of navier stokes equations was done using the second-order upwind finite volume method. investigation of mixed convection heat transfer with richardson numbers 0.45, 1 and 10 has been done in both directions of flow from top to bottom and flow direction from bottom to top and the effects of external magnetic field in two directions perpendicular to the flow axis have been investigated. the results showed that the flow direction from bottom to top with a richardson number of 10 without the presence of a magnetic field improved the nusselt number by 11.30% compared to the flow direction from top to bottom. with the richardson number of 1 and the flow direction from bottom to top, the effect of applying the magnetic field in the z direction (perpendicular to the current axis) with the hartmann number of 129, 164.5, and 194, respectively, is 11.29, 13.63, and 15.88 percent of the nusselt number has been improved. with the richardson number of 1 and the flow direction from the bottom to the top, the effect of applying the magnetic field in the x direction (perpendicular to the flow axis) with the hartmann number of 64.6, 129 and 194, respectively, is 7.08, 8.28 and 8.76% of the nusselt number has improved.