عنوان پایان‌نامه
مطالعه تحلیلی پدیده انتقال حرارت در سیالات مغناطیسی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2764;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 65443
- تاریخ دفاع
- ۱۸ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- رسول شیخی
- استاد راهنما
- محمدعلی اخوان بهابادی
- چکیده
- سیالاتی که ذرات بسیار ریز سنگ آهن مغناطیسی یا مواد اکسید آهن در آنها معلق هستند و این ذرات در حضور میدان مغناطیسی خارجی،تحت تاثیر میدان قرار می گیرند سیالات مغناطیسی نام دارند. با پیداش این سیالات نقش میدانهای الکترو مغناطیسی و تاثیرات آنها بر سیال مورد توجه روز افزون در زمینه های مهندسی قرار گرفته است. این سیالات بدیع به واسطه خصوصیات منحصر به فرد خود در بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار گرفته اند. اگرچه درک و فهم دینامیک این نوع از سیالات پیشرفت چشمگیری داشته است اما بسیاری از جنبه ها هنوز کاوش نشده باقی مانده اند. به درستی می توان حدس زد که در دینامیک سیالات مغناطیسی، نیروهای حاکم نیروهای ناشی از تنش برشی و نیروهای ناشی از حضور یک میدان مغناطیسی می باشند. در این مطالعه ابتدا مختصری در رابطه با سیالات مغناطیسی و میدان های مغناطیسی و معادلات حاکم ارائه خواهد شد. حل عددی دستگاه معادلات دیفرانسیل حاکم با استفاده از روش های حجم محدود بررسی شده است. کد کامپیوتری با استفاده از FORTRAN برای حل عددی تهیه شده و در نهایت تاثیرات میدان مغناطیسی بر خطوط جریان و انتقال حرارت در سیالات مغناطیسی در حضور میدان مغناطیسی خارجی مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده گردید که عدد نوسلت جریان و دمای سیال در خروج از کانال در حضور میدان های مغناطیسی با شدت کافی به ترتیب افزایش و کاهش یافتند. این تاثیرات در اعدا رینولدز پایین تر بیشتر بوده و بهبود انتقال حرارت در اعداد رینولدز پایین بیشتر میباشد. میدان مغناطیسی همچنین سبب تغییر خطوط جریان سیال و تشکیل گردابه های در جریان میگردد.
- Abstract
- Colloids which contain magnetite nano particles and are magnetized in the presence of a magnetic field are called ferrofluid. With the emerge of ferrofuids attention were paid to effects of electromagnetic field on fluids. Due to their novel properties, ferrofluids have been used in several fields and applications. Despite researches and studies available on these fluids many aspects of their behavior still remain undiscovered. In this study a review of ferrofluids, their applications, magnetic fields and the governing equations of motion will be covered. It will be seen that the governing forces in the motion of ferrofluids are viscous and magnetic forces. Governing equations are solved numerically using finite volume method. A computer code in Fortran was used to solve numerical scheme. Effect of external magnetic fields on the flow and heat transfer in ferrofluids was studied. It was observed that the flow Nusselt number and the fluid temperature at exit were increased and decreased respectively in the presence of a strong enough magnetic field. These effects were investigated by two different magnetic sources i.e. magnetic dipole and permanent magnet. Heat transfer enhancement at low Reynolds numbers is more than that at higher Reynolds number.
