Skip to main content
SUPERVISOR
Mohamadreza Salimpour,Mohsen Saghafian
محمدرضا سلیم پور (استاد مشاور) محسن ثقفیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Yasin Azmand
یاسین آزمند

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Numerical Simulation of Flow Mixing and Heat Transfer in channel with magnetic field
Magnetohydrodynamics is a new branch in continuum mechanics which deals with the fluid flow affected by the magnetic field, and investigates the interaction of magnetic fields and electrically conductive fluid. In the most important industries, the magnetic field is widely used.For example, in the manufacturing industry, for heating, pumping, mixing and flotation molten metals as well as the weakening of free movement of the molten streams, strengthening the flow in channels with small dimensions and even creating flow in micro-channels are used. In this thesis, the effect of the uniform magnetic on the flow field, heat transfer and mixing has been studied. Using finite volume method continuity, momentum, energy and concentration equations were solved. Four cases of applying the magnetic field are considered. In each case, velocity, temperature and concentration diagrams in output section of the channel is represented. It is observed that the velocity, temperature and concentration field have been affected by the magnetic field. It is also observed that considering the electrical conductivity as a function of the concentration in parts of the channel that the concentration is higher, by applying a magnetic field velocity decreases and this is due to the Lorentz force. As the Lorentz force is increased,the velocity of flow is reduced. Moreover, velocity, concentration and flow contours, velocity vector, Nusselt number, Poiseuille number and mixing parameter for different modes of applied magnetic field is drawn. For the case where the magnetic field is applied on a permanent basis and to the whole channel, Nusselt and Poiseuille number is strongly influenced by the magnetic whichy increasing the maximum Hartmann number, Nusselt number increases on the lower wall and is reduced on the upper wall. Furthermore, by increasing maximum Hartmann number, Poiseuille number on both channel walls increases while changes on the lower wall of the channel is more than the upper wall. When the magnetic field is applied permanently to the channel, mixing parameter increases with increasing Hartmann number, but mixing occurs only at the interface and is not significant. It is observed that in the case of applying the frequency magnetic field in, in comparison with applying the permanent magnetic field, mixing take place in a better way. Key words : Magnetohydrodynamics, Heat Transfer, Mixing
هیدرودینامیک مغناطیسی یکی از شاخه های جدید مکانیک محیط های پیوسته است که با جریان سیال در اثر میدان معناطیسی سروکار دارد و به بررسی اثر متقابل سیال رسانای الکتریسیته و میدان مغناطیسی می پردازد. در اکثر صنایع مهم، میدان مغناطیسی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان نمونه در صنعت تولید مواد از این میدان به منظور گرمایش، پمپاژ، همزدن وشناورسازی فلزات مذاب و همچنین تضعیف جریانهای جابه جایی آزاد درون مذاب و تقویت جریان درون کانال با ابعاد کوچک و حتی ایجاد جریان در میکرو کانال ها مورد استفاده قرار می گیرد. در این پایان نامه به مطاله اثر میدان مغناطیسی یکنواخت بر میدان جریان ، انتقال حرارت و اختلاط پرداخته شده است. معادلات پیوستگی، مومنتم، انرژی و معادله غلظت به روش حجم محدود حل شده اند. چهار حالت اعمال میدان مغناطیسی در نظر گرفته شده است. در هر حالت اعمال میدان مغناطیسی، نمودار سرعت، نمودار دما و نمودار غلظت در مقطع خروجی کانال رسم شده است. مشاهده شده است که میدان سرعت، دما و غلظت تحت تأثیر میدان مغناطیسی قرارگرفته اند. همچنین مشاهده شده است که با در نظر گرفتن ضریب هدایت الکتریکی به صورت تابعی از غلظت، در قسمت هایی از کانال که غلظت بیشتر است با اعمال میدان مغناطیسی، سرعت کاهش می یابد و علت این موضوع نیروی لورنتز است. هرچه نیروی لورنتز بیشتر باشد سرعت جریان کاهش پیدا می کند. همچنین کانتور سرعت، کانتور غلظت و خطوط جریان، بردار سرعت، عدد ناسلت، عدد پواسل و پارامتر اختلاط به ازای حالت های مختلف اعمال میدان مغناطیسی رسم شده است. برای حالتی که میدان مغناطیسی به صورت دائمی و به کل کانال اعمال شود عدد ناسلت و عدد پواسل به شدت تحت تأثیر میدان مغناطیسی قرار می گیرند که با افزایش عدد هارتمن بیشینه، عدد ناسلت روی دیواره پایینی افزایش و روی دیواره بالایی کاهش پیدا می کند. همچنین با افزایش عدد هارتمن بیشینه عدد پواسل روی هر دو دیواره کانال افرایش یافته، در حالیکه تغییرات روی دیواره پایینی کانال به مراتب از دیواره بالایی کانال بیشتر است.پارامتر اختلاط در حالت اعمال میدان مغناطیسی به صورت دائمی به کل کانال، با افزایش عدد هارتمن افزایش می یابد اما اختلاط تنها در سطح مشترک صورت می گیرد و اختلاط قابل توجه نیست. مشاهده شده است که در حالت اعمال میدان معناطیسی به صورت فرکانسی نسبت به حالت اعمال میدان مغناطیسی به صورت دائمی اختلاط بهتری صورت می گیرد. کلمات کلیدی: هیدرودینامیک مغناطیسی، انتقال حرارت، اختلاط

ارتقاء امنیت وب با وف بومی