بررسی عددی تاثیر خواص ترموفیزیکی نانو سیال روغن ترانسفورماتور بر مشخصه‌های جریان سیال و انتقال حرارت در یک لوله افقی در حضور میدان مغناطیسی غیر یکنواخت

Abstract

در این مطالعه، جریان هیدرودینامیکی و انتقال حرارت در یک لوله افقی صاف نیمه عایق، تحت انتقال حرارت جابجایی اجباری با شار حرارتی ثابت در حضور میدان مغناطیسی به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در نتیجه، اثرات تغییرات چگالی، ظرفیت حرارتی ویژه، ضریب هدایت حرارتی و ویسکوزیته سیال وابسته به دما بر مشخصه‎های اصطکاکی جریان و ضریب انتقال حرارت موضعی و متوسط مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا به منظور اعتبارسنجی، نتایج عددی حاضر با نتایج تحلیلی و همچنین نتایج تجربی در یک لوله صاف تحت شار حرارتی ثابت مقایسه شده که از تطابق مطلوبی برخوردار می‌باشد. نتایج نشان می‏دهد که اختلاف چشمگیری بین نتایج خواص ثابت و خواص متغیر برای سیال روغن ترانسفورماتور وجود دارد. تغییرات پروفیل سرعت سیال، منجر به تغییر در مشخصه‎های سیال از جمله ضریب اصطکاک و ضریب انتقال حرارت شده است. با در نظرگرفتن تغییرات پارامترها نسبت به خواص ثابت مشاهده شد که ویسکوزیته سیال پایه و نانو سیال به ترتیب با تقریب 30 و 25 درصد افزایش در ضریب انتقال حرارت و ضریب اصطکاک ظاهری نسبت به خواص ثابت، بیشینه اثرگذاری را دارد. با وجود وابستگی خواص حرارتی نانو سیال به ویسکوزیته وابسته به دما، تغییر ضریب هدایت حرارتی منجر به افزایش 35 درصدی ضریب انتقال حرارت در حضور میدان مغناطیسی شده است.