بررسی عددی همرفت واداشته مگنتوهیدرودینامیک مواد تغییر فاز دهنده به روش شبکه بولتزمن

این مقاله به شبیه سازی و تحلیل عددی انتقال گرمای همرفت واداشته نانوسیال پارافین-آلومینا در یک کانال متخلخل تحت میدان مغناطیسی خارجی می پردازد. برای این منظور، از معادلات بی بعد دارسی–برینکمن-فورچهیمر در شرایط عدم تعادل گرمایی محلی استفاده می شود. شبیه سازی به روش شبکه بولتزمن گرمایی با زمان آسایش منفرد و توابع توزیع سرعت، دمای نانوسیال و دمای محیط متخلخل در حالت ناپایا انجام می شود. در این مقاله، اثر متغیرهایی از قبیل زاویه میدان مغناطیسی، عدد دارسی، ضریب تخلخل، کسرحجمی نانوذرات و عدد هارتمن بر روی عدد ناسلت میانگین، میزان عدم تعادل گرمایی محلی و درصد ذوب در بازه های زمانی مختلف مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهند که بهترین عملکرد فرایند ذوب در حالت استفاده از زاویه میدان مغناطیسی ۹۰ درجه، عدد دارسی ۰۰۱/۰، ضریب تخلخل ۵/۰، عدد هارتمن ۳۰، کسر حجمی نانوذرات ۴ درصد و عدد رینولدز ۲۰۰ به دست می آید؛ که در آن، با گذشت زمانی به میزان کمتر از یک ساعت می توان به کسرذوب ۹۱/۸۸ درصد رسید. در مقابل، ضعیف ترین عملکرد مربوط به عدد هارتمن ۵۰ می باشد؛ که زمان لازم برای رسیدن به کسرذوب ۸۵ درصد را به ۸۳/۱۹۸ دقیقه افزایش می دهد. همچنین، مشخص می شود که افزایش عدد ناسلت میانگین با افزایش میزان عدم تعادل گرمایی محلی همراه است.

کلیدواژه ها:

مواد تغییر فاز دهنده ، محیط متخلخل ، میدان مغناطیسی ، عدم تعادل گرمایی محل ، روش شبکه بولتزمن