مطالعه عددی تاثیر میدان مغناطیسی غیر یکنواخت محوری بر رشد حباب در جریان جوششی نانو سیال مغناطیس شونده داخل یک میکروکانال

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

2 کارشناس ارشد، گروه مهندسی مکانیک،‌دانشگاه شهید مدنی‌ آذربایجان

چکیده

در این پژوهش، چگونگی رشد حباب در فرآیندد جوشش هسته‌ای آب خالص و فروسیال (سیال حاوی نانوذرات اکسید آهن) بصورت عددی و با استفاده از روش حجم محدود و مدل VOF مورد بررسی قرار گرفته است. پس از اعتبار سنجی نتایج بدس آمده با نتایج موجود در ادبیات فن، تاثیر اعمال میدانهای مغناطیسی غیریکنواخت محوری بر رشد یک حباب در فرآیند جوشش نانوسیال مغناطیس شونده بررسی شده است. با توجه به نتایح بدست آمده، در حضور میدان مغناطیسی با گرادیانهای مثبت، انتقال حرارت از دیواره‌ها بیشتر شده و گرمای دیواره‌ها بهتر انتقال مییابد و این موضوع سبب کاهش رشد حباب می‌شدود در حالیکه میدان با گرادیان منفی، باعث افزایش رشد حباب میشود. در واقع استفاده  لز میدانهای مغناطیسی با گرادیان مثبت سبب افدزایش بازدهی میکروسیستمهای خنک کننده میشود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 

[1] Rosensweing, R. E., and Roland, E., "Ferrohydrodynamics", Cambridge University Press, New York, (1985).

[2] Kandlikar, S.G., Garimella, S., Li, D., Colin, S., and King, M.R., "Heat Transfer and Fluid Flow in Minichannels and Microchannels", Elsvier, UK, (2006).

[3] Mukherjee, A., and Kandlikar, S.G., "Numerical Simulation of Growth of a Vapor Bubble During Flow Boiling of Water in a Microchannel", International Conference on Microchannels and Minichannels, ASME, New York, USA, pp. 565-572, (2004).

[4] Wu, Y., Yang, C., and Yuan, X., "Numerical Simulation of Heat Transfer in Nucleate Pool Boiling, Huagong Xuebao/J. Chem. Ind. Eng. (China) Vol. 53, pp. 479–486, (2002).

[5] Mukherjee, A., Kandlikar, S.G., and Edel, Z.J., "Numerical Study of Bubble Growth and Wall Heat Transfer During Flow Boiling in a Microchannel", International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 54, pp. 3702–3718, (2011).

[6] Kandlikar, S.G., "Nucleation Characteristics and Stability Considerations During Flow Boiling in Microchannels", Exp. Thermal Fluid Sci. Vol. 30, pp. 441–447, (2006).

[7] Lee, P.C., Tseng, F.G., and Pan, C., "Bubble Dynamics in Microchannels", Part I, Single Microchannel. Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 47, pp. 5575–5589, (2004).

[8] Young, N.O., Goldstein, J.S., and Block, M.J., "The Motion of Bubbles in a Vertical Temperature Gradient", J. Fluid Mech. Vol. 6, pp. 350–356, (1959).

[9] Cornwell, K., and Kew, P.A., "Boiling in Small Parallel Channels", In: Proceedings of CEC Conference on Energy Efficiency in Process Technology, Elsevier, Applied Sciences, Athens, pp. 624-638, (1992).

[10] Junhong, L., Jianming, G., Zhiwei, L., and Hui, L., "Experiments and Mechanism Analysis of Pool Boiling Heat Transfer Enhancement with Water-based Magnetic Fluid", International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 41, pp. 170-175, (2004).

[11] Hamilton, R.L., and Crosser, O.K., , "Thermal Conductivity of Heterogeneous Twocomponent System", I & EC Fundamentals, Vol. 1, pp. 187-191, (1962).

[12] Khanafer, K., and Vafai, M.," Lightstone, Buoyancy-driven Heat Transfer Enhancement in a Two Dimensional Enclosure Utilizing Nanofluids", International Journal of Heat Mass Transfer, Vol. 46, pp. 3639–3653, (2003).