The demand for more efficient cooli

The demand for more efficient cooling methods is increasing steadily due to the importance of energy saving and also due to development of modern industrial and scientific applications. Among several methods which have been proposed for cooling and heat transfer enhancement, using of nanofluids has achieved growing interest by many researchers recently. Adding nanoparticles to the carrier fluid improves the transport properties of the fluid such as thermal conductivty and leads to heat transfer enhancement.

An innovative enhancement method is the use of magnetic nanofluid called ferrofluid which is a synthesized colloidal mixture of nonmagnetic carrier liquid, typically water or oil, containing single domain permanently magnetized nano particles, typically magnetite [1].

Ferrofluid has the merits of nanoparticles in improving the thermal properties of the fluid. Moreover, the flow field and temperature distribution can be altered by applying an external magnetic field. Thus, there is additional potential for heat transfer enhancement by flow mixing and disturbing thermal boundary layer specifically in the laminar regime. Ferrofluid can be utilized in mechanical and thermal engineering, low Reynolds flows and micro scale heat exchangers in MEMS devices, aerospace, spacecraft cooling system in microgravity conditions and bioengineering [2], [3], [4], [5], [6] and [7].

A comprehensive literature review reveals that the majority of numerical works on heat transfer of ferrofluid is devoted to thermomagnetic convection in which ferrofluid is confined in an enclosure and is subjected to a magnetic field [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19], [20] and [21]. Geometries such as cubic enclosure [8] and [9], rectangular cell with different aspect ratios [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17] and [18], cylindrical [19], annular [20] and triangular [21] enclosures have been considered in numerical and experimental studies with a variety of thermal boundary conditions.

By contrast, only a few works have concentrated on the forced convection heat transfer problem [22], [23], [24], [25], [26], [27], [28], [29], [30], [31] and [32]].

Neuringer [22] studied the effect of magnetic field on two cases numerically, the two-dimensional stagnation point flow of a heated ferrofluid against a cold wall and the two-dimensional parallel flow of a heated ferrofluid along a wall with linearly decreasing surface temperature. Wall shear stress, heat transfer, velocity and temperature boundary layer profiles were obtained for both cases and compared to the case with no magnetic field.

Ganguly et al. [3] numerically studied the two-dimensional forced convection heat transfer of a hot ferrofluid flowing through a channel with a cold wall under the influence of a line-source dipole. It was shown that the local vortex resulted from the magnetic field alters the advection energy transport and enhances the heat transfer.

Strek and Jopek [23] studied the two-dimensional and time dependent heat transfer of a ferrofluid in a channel with isothermal walls under the influence of the magnetic dipole located below the channel. They showed that an imposed thermal gradient produces a spatial variation in the magnetization through the temperature dependent magnetic susceptibility for ferrofluids and therefore renders the Kelvin body force nonuniform spatially. Furthermore, Strek [24] considered the ferrofluid flow in a channel with porous walls and studied the effect of Darcy number on the heat transfer and fluid flow.

Xuan et al. [25] calculated the flow and temperature distribution of a ferrofluid in a micro channel with adiabatic and isothermal walls using the lattice-Boltzmann method. In their work the magnetic force was considered a constant and it was shown that heat transfer augmentation depends on the magnitude and direction of the the magnetic force.

Aminfar et al. [26] numerically studied the mixed convection of a ferrofluid in a vertical tube in the presence of nonuniform magnetic field using a two phase mixture model and control volume technique. They considered the positive and negative magnetic field gradients and showed that that the magnetic field with negative gradient acts similar to the buoyancy force and enhances the Nusselt number, while the magnetic field with positive gradient decreases it. More recently, Aminfar et al. [27] studied the forced convection of ferrofluid in a duct under the influence of a transverse nonuniform magnetic field which was generated by an electric current going through a wire parallel with the duct. They reported a considerable enhancement of the average heat transfer coefficient for their studied case.

Additionally, several numerical works have been carried out on biomagnetic fluid dynamics (BFD) in which blood as a magnetic fluid is under the influence of an external magnetic field [28], [29], [30], [31] and [32]. The governing equations for these problems are similar to those derived for ferrofluids. In these works magnetization of the fluid is assumed to vary linearly with temperature and magnetic field intensity, and the line dipole is used as the source of magnetic field. The temperature, as well as the skin friction and the rate of heat transfer were shown to be increasing near the magnetic source.

The present research addresses the laminar forced convective heat transfer of water based Fe3O4 ferrofluid in a two-dimensional channel under an alternating nonuniform magnetic field. A constant heat flux is applied at the top and bottom surfaces of the channel. The main objective is to characterize the heat transfer augmentation by periodical attraction of colder fluid to the surface by the magnetic field, transfer of surface heat to the fluid and release of the fluid into the bulk flow. The magnetic field is produced by placing the line dipoles on the top and bottom of the channel. A rectangular wave function is also applied to the dipoles in order to generate an alternating magnetic field. The effects of the magnetic field strength and frequency on the convective heat transfer is examined and the optimum frequency is obtained for different Reynolds numbers. Moreover, temporal variations of the velocity and the temperature profiles in the channel are calculated through a time dependent numerical simulation and then used to explain the heat transfer characteristics of the ferrofluids.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เป็นการเพิ่มความต้องการใช้วิธีการระบายความร้อนมีประสิทธิภาพมากขึ้นอย่างต่อเนื่องเนื่อง จากความสำคัญของการประหยัดพลังงาน และเนื่อง จากการพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ทางวิทยาศาสตร์ และอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ระหว่างวิธีการต่าง ๆ ซึ่งได้รับการเสนอการปรับถ่ายโอนความร้อนและระบายความร้อน ใช้ของ nanofluids ได้รับการสนใจเพิ่มขึ้น โดยนักวิจัยหลายเพิ่ง เพิ่มการเก็บกักน้ำมันขนส่งปรับปรุงคุณสมบัติการขนส่งของเหลวเช่น conductivty ความร้อน และนำไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายโอนความร้อนวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพของนวัตกรรมคือ การใช้ของ nanofluid แม่เหล็กที่เรียกว่า ferrofluid ซึ่งเป็นส่วนผสม colloidal สังเคราะห์ของเหลวขนส่ง nonmagnetic โดยทั่วไปน้ำหรือน้ำมัน ที่ประกอบด้วยโดเมนเดียวถาวรแม่เหล็กนาโนอนุภาค magnetite ปกติ [1]Ferrofluid ข้อดีของการเก็บกักในการปรับปรุงคุณสมบัติของน้ำระบายความร้อนได้ นอกจากนี้ สามารถเปลี่ยนกระแสฟิลด์และอุณหภูมิกระจาย โดยใช้สนามแม่เหล็กภายนอก ดังนั้น มีศักยภาพเพิ่มเติมสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายโอนความร้อนผสมไหลและชั้นขอบเขตความร้อนรบกวนโดยเฉพาะในระบอบ laminar Ferrofluid ที่สามารถใช้ในเครื่องกล และความร้อนที่ไหลเรย์โนลด์สวิศวกรรม ต่ำและไมโครขนาดแลกเปลี่ยนความร้อนในอุปกรณ์ MEMS บิน ยานอวกาศนิทานในเงื่อนไข microgravity bioengineering [2], [3], [4], [5], [6] [7] และการทบทวนวรรณกรรมอย่างเปิดเผยว่า ส่วนใหญ่ทำงานแทนในการถ่ายเทความร้อนของ ferrofluid จะเกี่ยวพา thermomagnetic ซึ่ง ferrofluid ถูกขังในตู้ และขึ้นอยู่กับสนามแม่เหล็ก [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19], [20] [21] และ รูปทรงเรขาคณิตเช่นตู้ลูกบาศก์ [8] [9], กุฏิกับต่าง ๆ อัตราส่วนกว้างยาว [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17] [18], และทรงกระบอก [19], annular [20] และเปลือกสามเหลี่ยม [21] ได้ถูกพิจารณาในการศึกษาทดลอง และตัวเลขมีความหลากหลายของเงื่อนไขขอบเขตความร้อนโดยคมชัด เฉพาะบางงานได้เข้มข้นในบังคับการพาความร้อนถ่ายโอนปัญหา [22], [23], [24], [25], [26], [27], [28], [29], [30], [31] [32]]Neuringer [22] ศึกษาผลของสนามแม่เหล็กสองกรณีเรียงตามตัวเลข กระแสจุดสองซบของ ferrofluid อุ่นกำแพงเย็นและไหลขนานสองของ ferrofluid ว่ายตามผนังมีเชิงเส้นลดอุณหภูมิพื้นผิว ผนังแรงเฉือนความเครียด ความร้อนถ่ายโอน ความเร็ว และอุณหภูมิขอบชั้นโพรไฟล์ได้ทั้งสองกรณี และเปรียบเทียบกับกรณีที่ มีสนามแม่เหล็กไม่Ganguly et al. [3] เรียงตามตัวเลขศึกษาสองบังคับการพาความร้อนถ่ายโอน ferrofluid ร้อนที่ไหลผ่านช่องทางกับผนังเย็นภายใต้อิทธิพลของ dipole แหล่งบรรทัด มันถูกแสดงว่า vortex ท้องถิ่นเป็นผลมาจากสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงการขนส่งพลังงาน advection และช่วยถ่ายเทความร้อนJopek [23] และ Strek ศึกษาสอง และถ่ายเทความร้อนขึ้นอยู่กับเวลาของ ferrofluid ในช่องกับผนัง isothermal ภายใต้อิทธิพลของ dipole แม่เหล็กอยู่ข้างใต้ช่อง พวกเขาพบว่า การไล่ระดับสีความร้อนตามก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพื้นที่ใน magnetization ผ่านอุณหภูมิเหล็กไก่ขึ้นสำหรับ ferrofluids และดังนั้น ปัตย์เคลวินร่างกายบังคับให้ nonuniform spatially นอกจากนี้ Strek [24] เป็นกระแส ferrofluid ในช่องกับผนัง porous และศึกษาผลของ Darcy เลขการถ่ายเทความร้อนและของเหลวไหลซวน et al. [25] คำนวณการกระจายไหลและอุณหภูมิของ ferrofluid ในช่องไมโครกับการอะเดียแบติก และ isothermal ผนังใช้วิธีโครงตาข่ายประกอบตัวโบลทซ์มานน์ ในการทำงานของ แรงแม่เหล็กถือเป็นค่าคง และมันถูกแสดงว่า ความร้อนถ่ายโอนเพิ่มเติมขึ้นอยู่กับขนาดและทิศทางของการเป็นแรงแม่เหล็กAminfar et al. [26] ศึกษาพาผสมของ ferrofluid ในท่อแนวตั้งในต่อหน้าของสนามแม่เหล็ก nonuniform ใช้ระยะสองส่วนผสมแบบจำลองและการควบคุมระดับเสียงเทคนิคเรียงตามตัวเลข พวกเขาถือว่าเป็นการไล่ระดับสีเป็นค่าบวก และค่าลบสนามแม่เหล็ก และแสดงให้เห็นว่า สนามแม่เหล็ก มีการไล่ระดับสีลบทำหน้าที่คล้ายกับแรงพยุง และ Nusselt หมาย ในขณะที่สนามแม่เหล็กมีการไล่ระดับสีบวกช่วยลดมัน เมื่อเร็ว ๆ นี้ Aminfar et al. [27] ศึกษาการพาแบบบังคับของ ferrofluid ในท่อภายใต้อิทธิพลของการ transverse nonuniform สนามแม่เหล็กที่ถูกสร้าง โดยการไฟฟ้าปัจจุบันผ่านลวดขนานกับท่อ พวกเขารายงานประสิทธิภาพมากของสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนความร้อนเฉลี่ยสำหรับกรณีของ studiedนอกจากนี้ งานหลายเลขมีการดำเนินการบน biomagnetic พลศาสตร์ (BFD) ในเลือดซึ่งเป็นเหล็กไหลอยู่ภายใต้อิทธิพลของภายนอกสนามแม่เหล็กฟิลด์ [28], [29], [30], [31] [32] สมการควบคุมปัญหาเหล่านี้จะคล้ายกับมาสำหรับ ferrofluids ในงานนี้ สันนิษฐาน magnetization ของน้ำการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นกับอุณหภูมิและความเข้มสนามแม่เหล็ก และ dipole บรรทัดถูกใช้เป็นแหล่งที่มาของสนามแม่เหล็ก อุณหภูมิ เป็นแรงเสียดทานผิวหนัง และอัตราการถ่ายเทความร้อนได้แสดงการปรับขึ้นใกล้แหล่งแม่เหล็กอยู่วิจัยปัจจุบันใน laminar บังคับด้วยการพาความร้อนถ่ายโอน ferrofluid Fe3O4 น้ำที่อยู่ในช่องที่สองภายใต้การสลับสนามแม่เหล็ก nonuniform ใช้ฟลักซ์ความร้อนคงที่พื้นผิวด้านบนและด้านล่างของช่อง วัตถุประสงค์หลักคือ ลักษณะใด ๆ การถ่ายโอนความร้อน โดยการท่องเที่ยวเป็นครั้งคราวของเหลวหนาวพื้นผิวโดยสนามแม่เหล็ก โอนย้ายของพื้นผิวความร้อนกับน้ำและปล่อยน้ำเข้าไปในกระแสจำนวนมาก สนามแม่เหล็กผลิต โดยการทำ dipoles บรรทัดบนและล่างของช่อง นอกจากนี้ยังได้ใช้กับ dipoles ฟังก์ชันคลื่นสี่เหลี่ยมเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กสลับ เป็นการตรวจสอบผลกระทบของสนามแม่เหล็กฟิลด์ความแข็งแรงและความถี่ในการถ่ายโอนความร้อนด้วยการพา และความถี่สูงสุดที่ได้รับมาเรย์โนลด์สหมายเลขที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ รูปแบบชั่วคราวความเร็วและค่าอุณหภูมิในช่องจะคำนวณ โดยการจำลองตัวเลขขึ้นอยู่กับเวลา และใช้อธิบายลักษณะการถ่ายโอนความร้อนของ ferrofluids

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ความต้องการสำหรับวิธีการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเนื่องจากความสำคัญของการประหยัดพลังงานและยังเกิดจากการพัฒนาของการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมและวิทยาศาสตร์ที่ทันสมัย ในบรรดาวิธีการหลายวิธีที่ได้รับการเสนอชื่อเพื่อระบายความร้อนและการเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนการใช้ nanofluids ได้ประสบความสำเร็จดอกเบี้ยที่เพิ่มขึ้นโดยนักวิจัยจำนวนมากเมื่อเร็ว ๆ นี้ เพิ่มอนุภาคนาโนเพื่อของเหลวผู้ให้บริการที่ช่วยเพิ่มคุณสมบัติการขนส่งของของเหลวเช่น conductivty ความร้อนและนำไปสู่ความร้อนเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายโอน. วิธีการเพิ่มประสิทธิภาพของนวัตกรรมคือการใช้ของไหลนาโนแม่เหล็กที่เรียกว่า Ferrofluid ซึ่งเป็นส่วนผสมคอลลอยด์สังเคราะห์ของผู้ให้บริการ nonmagnetic ของเหลวโดยทั่วไปน้ำหรือ น้ำมันที่มีโดเมนเดียวแม่เหล็กถาวรอนุภาคนาโนโดยทั่วไปแม่เหล็ก [1]. Ferrofluid มีประโยชน์ของอนุภาคนาโนในการปรับปรุงสมบัติทางความร้อนของของเหลว นอกจากนี้ข้อมูลการไหลและการกระจายอุณหภูมิสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้สนามแม่เหล็กภายนอก ดังนั้นจึงมีศักยภาพสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนโดยการผสมและรบกวนการไหลของชั้นขอบเขตความร้อนโดยเฉพาะในระบอบการปกครองแบบราบเรียบ Ferrofluid สามารถนำไปใช้ในสาขาวิศวกรรมเครื่องกลและความร้อนกระแส Reynolds ต่ำและแลกเปลี่ยนความร้อนขนาดไมโครในอุปกรณ์ MEMS อวกาศยานอวกาศระบบระบายความร้อนในสภาวะไร้น้ำหนักและชีววิศวกรรม [2], [3] [4] [5] [6 ] และ [7]. การทบทวนวรรณกรรมที่ครอบคลุมเผยให้เห็นว่าส่วนใหญ่ของการทำงานที่เป็นตัวเลขในการโอนความร้อนของ Ferrofluid จะทุ่มเทให้กับการพาความร้อน thermomagnetic ที่ Ferrofluid ถูกกักขังอยู่ในกรงและอยู่ภายใต้สนามแม่เหล็ก [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] และ [21] รูปทรงเรขาคณิตเช่นตู้ลูกบาศก์ [8] และ [9] เซลล์สี่เหลี่ยมที่มีอัตราส่วนที่แตกต่างกัน [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16], [17] และ [18] ทรงกระบอก [19], วงแหวน [20] และสามเหลี่ยม [21] เปลือกได้รับการพิจารณาในการศึกษาเชิงตัวเลขและการทดลองที่มีความหลากหลายของเงื่อนไขขอบเขตความร้อน. โดยคมชัดเพียงงานไม่กี่มีความเข้มข้นในการพาความร้อนบังคับ ปัญหาการถ่ายโอน [22] [23] [24], [25], [26] [27] [28] [29] [30] [31] และ [32]]. Neuringer [22 ] การศึกษาผลกระทบของสนามแม่เหล็กในสองกรณีตัวเลขการไหลจุดเมื่อยล้าสองมิติของ Ferrofluid อุ่นกับผนังที่หนาวเย็นและไหลขนานสองมิติของ Ferrofluid อุ่นตามผนังที่มีอุณหภูมิพื้นผิวลดลงเป็นเส้นตรง กำแพงเฉือนความเครียดการถ่ายเทความร้อนความเร็วและโปรไฟล์ชั้นขอบเขตอุณหภูมิที่ได้รับสำหรับทั้งสองกรณีและเมื่อเทียบกับกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก. กุลี et al, [3] การศึกษาตัวเลขการถ่ายโอนความร้อนพาบังคับสองมิติของ Ferrofluid ร้อนไหลผ่านช่องทางที่มีผนังเย็นภายใต้อิทธิพลของขั้วสายแหล่งที่มาของ มันก็แสดงให้เห็นว่าน้ำวนในท้องถิ่นที่เกิดจากสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงการขนส่งพลังงานการพาและเพิ่มการถ่ายเทความร้อน. Strek และ Jopek [23] การศึกษาสองมิติและเวลาการถ่ายเทความร้อนขึ้นอยู่กับ Ferrofluid ในช่องที่มีผนัง isothermal ภายใต้ อิทธิพลของขั้วแม่เหล็กอยู่ด้านล่างช่อง พวกเขาแสดงให้เห็นว่าการไล่ระดับสีที่กำหนดความร้อนก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่ในการสะกดจิตผ่านขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความไวต่อแม่เหล็กสำหรับ ferrofluids และดังนั้นจึงแสดงผลให้ร่างกายไม่สม่ำเสมอแรงเคลวินสันนิฐาน นอกจากนี้ Strek [24] การพิจารณาการไหล Ferrofluid ในช่องที่มีผนังเป็นรูพรุนและการศึกษาผลกระทบของจำนวนดาร์ซีในการถ่ายโอนความร้อนและการไหลของของไหล. Xuan et al, [25] คำนวณการกระจายการไหลและอุณหภูมิของ Ferrofluid ในช่องขนาดเล็กที่มีผนังอะเดียแบติกและ isothermal ใช้วิธีขัดแตะ Boltzmann ในการทำงานของพวกเขาแรงแม่เหล็กได้รับการพิจารณาอย่างต่อเนื่องและมันก็แสดงให้เห็นว่าการเสริมการถ่ายเทความร้อนขึ้นอยู่กับขนาดและทิศทางของแรงแม่เหล็ก. Aminfar et al, [26] ตัวเลขศึกษาการพาความร้อนผสมของ Ferrofluid ในหลอดแนวตั้งในการปรากฏตัวของสนามแม่เหล็กไม่สม่ำเสมอโดยใช้รูปแบบสองเฟสผสมและเทคนิคการควบคุมระดับเสียง พวกเขาถือว่าเป็นบวกและลบการไล่ระดับสีสนามแม่เหล็กและแสดงให้เห็นว่าสนามแม่เหล็กที่มีความลาดชันเชิงลบทำหน้าที่คล้ายกับแรงลอยตัวและเพิ่มจำนวน Nusselt ขณะที่สนามแม่เหล็กที่มีความลาดชันเชิงบวกลดลงมัน เมื่อเร็ว ๆ นี้ Aminfar et al, [27] การศึกษาการพาความร้อนของ Ferrofluid บังคับในท่อภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กไม่สม่ำเสมอตามขวางที่ถูกสร้างขึ้นโดยกระแสไฟฟ้าจะผ่านลวดขนานกับท่อ พวกเขาได้รายงานการเพิ่มประสิทธิภาพมากของค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเฉลี่ยสำหรับกรณีศึกษาของพวกเขา. นอกจากนี้ผลงานที่เป็นตัวเลขหลายได้รับการดำเนินการเกี่ยวกับพลศาสตร์ของไหล biomagnetic (BFD) ซึ่งเลือดเป็นของเหลวแม่เหล็กอยู่ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กภายนอก [28 ] [29] [30] [31] และ [32] สมการกำกับดูแลปัญหาเหล่านี้จะคล้ายกับที่มาสำหรับ ferrofluids ในผลงานเหล่านี้ดึงดูดของของเหลวจะถือว่าแตกต่างกันเป็นเส้นตรงกับอุณหภูมิและความเข้มสนามแม่เหล็กและขั้วสายที่ใช้เป็นแหล่งที่มาของสนามแม่เหล็ก อุณหภูมิเช่นเดียวกับแรงเสียดทานที่ผิวและอัตราการถ่ายเทความร้อนที่มีการแสดงที่จะเพิ่มขึ้นใกล้แหล่งแม่เหล็ก. การวิจัยในปัจจุบันที่อยู่ในชั้นบังคับการพาความร้อนของน้ำตาม Fe3O4 Ferrofluid ในช่องสองมิติภายใต้ไม่สม่ำเสมอสลับ สนามแม่เหล็ก. ฟลักซ์ความร้อนคงที่ถูกนำไปใช้ในพื้นผิวด้านบนและด้านล่างของช่อง วัตถุประสงค์หลักคือการเสริมลักษณะการถ่ายเทความร้อนจากแหล่งท่องเที่ยวระยะของของเหลวที่เย็นลงกับพื้นผิวโดยสนามแม่เหล็กการถ่ายโอนความร้อนของพื้นผิวที่ของเหลวและการเปิดตัวของของเหลวเป็นกระแสกลุ่ม สนามแม่เหล็กที่ผลิตโดยการวางไดโพลบรรทัดด้านบนและด้านล่างของช่อง ฟังก์ชั่นคลื่นสี่เหลี่ยมถูกนำไปใช้ยังไดโพลเพื่อที่จะสร้างสนามแม่เหล็กสลับ ผลกระทบของความแรงของสนามแม่เหล็กและความถี่ในการพาความร้อนที่มีการตรวจสอบและความถี่ที่เหมาะสมจะได้รับหมายเลขนาดส์ที่แตกต่างกัน นอกจากนี้รูปแบบชั่วคราวของความเร็วและโปรไฟล์อุณหภูมิในช่องที่มีการคำนวณผ่านช่วงเวลาที่จำลองเชิงตัวเลขขึ้นและนำไปใช้ในการอธิบายลักษณะการถ่ายโอนความร้อนของ ferrofluids

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ความต้องการที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเย็นวิธีการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเนื่องจากความสำคัญของการประหยัดพลังงาน และยัง เนื่องจากการพัฒนาอุตสาหกรรม และ วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ในหมู่หลายวิธีซึ่งได้ถูกเสนอเพื่อความเย็น และถ่ายเทความร้อนการใช้ nanofluids ได้รับความสนใจมากขึ้น โดยนักวิจัยหลาย เมื่อเร็วๆ นี้การเพิ่มอนุภาคนาโนเพื่อใช้ปรับปรุงการขนส่งของเหลวเช่นคุณสมบัติของของไหลความร้อนและการถ่ายโอนความร้อน conductivty นัก

การส่งเสริมนวัตกรรม วิธีการคือการใช้แม่เหล็ก nanofluid เรียกว่า ferrofluid ซึ่งเป็นส่วนผสมของของเหลวสังเคราะห์คอลลอยด์ติผู้ให้บริการ โดยทั่วไปน้ำหรือน้ำมันที่ประกอบด้วยอนุภาคนาโนแม่เหล็กโดเมนเดียวอย่างถาวร โดยทั่วไปแม่เหล็ก [ 1 ] .

ferrofluid ได้ประโยชน์ของอนุภาคนาโนในการปรับปรุงสมบัติทางความร้อนของของเหลว นอกจากนี้ สนามการไหลและการกระจายอุณหภูมิสามารถเปลี่ยนแปลงได้ โดยการใช้สนามแม่เหล็กภายนอก ดังนั้นมีศักยภาพเพิ่มเติมสำหรับถ่ายเทความร้อนจากการผสมและชั้นขอบเขตความร้อนรบกวน โดยเฉพาะในลักษณะการปกครอง ferrofluid สามารถใช้ในเครื่องจักรกลและวิศวกรรมความร้อนต่ำ , เรโนลด์และแลกเปลี่ยนความร้อนในระดับจุลภาค ( MEMS อุปกรณ์ , การบินและอวกาศ , ยานอวกาศระบบหล่อเย็นใน microgravity และว [ 2 ] , [ 3 ] , [ 4 ] , [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

ทบทวนวรรณกรรมอย่างละเอียด พบว่า ส่วนใหญ่ของผลงานเชิงตัวเลขสำหรับการถ่ายเทความร้อนของ ferrofluid ทุ่มเทเพื่อ thermomagnetic การพาความร้อนที่ ferrofluid ถูกกักขังอยู่ในกรง และอยู่ภายใต้สนามแม่เหล็ก [ 8 ] , [ 9 ] , [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] , [ 17 ] , [ 18 ] , [ 19 ] , [ 20 ] และ [ 21 ] รูปทรงเรขาคณิต เช่น กล่องลูกบาศก์ [ 8 ] และ [ 9 ]เป็นเซลล์ที่มีอัตราส่วน [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] และ [ 18 ] , กระบอก [ 19 ] เป็น [ 20 ] และสามเหลี่ยม [ 21 ] เปลือกได้รับการพิจารณาในการคำนวณและการทดลองการศึกษาความหลากหลายของเงื่อนไขขอบเขตร้อน

โดยคมชัดเพียงไม่กี่งานที่เข้มข้นในการพาความร้อนแบบบังคับปัญหา [ 22 ] [ 23 ] , [ 24 ] , [ 25 ] [ 26 ][ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] และ [ 32 ] ]

neuringer [ 22 ] ได้ศึกษาผลของสนามแม่เหล็กใน 2 กรณีตัวเลข , ความเมื่อยล้าจุดสองมิติการไหลของ ferrofluid อุ่นกับผนังเย็น และไหลขนานสองมิติของ ferrofluid อุ่น ตามผนังที่มีน้ำหนักลดอุณหภูมิพื้นผิว ความเค้นเฉือนการถ่ายโอนความร้อนความเร็วและอุณหภูมิของชั้นขอบเขตโปรไฟล์ได้ทั้ง 2 กรณี และเมื่อเปรียบเทียบกับกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก .

ยง et al . [ 3 ] การศึกษามิติเชิงตัวเลขการพาความร้อนแบบบังคับของ ferrofluid ร้อนไหลผ่านช่องกับผนังเย็นภายใต้อิทธิพลของแหล่งที่มาสายขั้ว .พบว่า vortex ท้องถิ่นที่เกิดจากสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงพัดพาขนส่งพลังงานและช่วยเพิ่มการถ่ายเทความร้อน .

strek และ jopek [ 23 ] ศึกษาสองมิติและเวลาขึ้นอยู่กับความร้อนของ ferrofluid ในช่องที่มีอุณหภูมิผนังภายใต้อิทธิพลของแม่เหล็กขั้วที่อยู่ด้านล่างช่องพวกเขาพบว่า การกำหนดระดับการเปลี่ยนแปลงความร้อนสร้างพื้นที่ในการสะกดจิตผ่านขึ้นอยู่กับอุณหภูมิแม่เหล็กและเสี่ยงต่อการ ferrofluids จึงแสดงผลเคลวินร่างกายแรงสม่ำเสมอความแตกต่าง . นอกจากนี้ strek [ 24 ] พิจารณาการไหล ferrofluid ในช่องผนังพรุน และศึกษาผลของดาร์ซี่เบอร์ในการถ่ายเทความร้อนและการไหลของของไหล .

ซวน et al . [ 25 ] คำนวณการไหลและการกระจายอุณหภูมิของ ferrofluid ในช่อง micro กับผนังสำหรับใช้ตาข่าย Boltzmann คงที่และวิธี การทำงานของแม่เหล็กบังคับถือว่าคงที่และมันก็แสดงให้เห็นว่าการโอนความร้อนขึ้นอยู่กับขนาดและทิศทางของสนามแม่เหล็กแรง

aminfar et al .[ 26 ] สามารถศึกษาแบบผสมของ ferrofluid ในท่อแนวตั้งในการปรากฏตัวของสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอใช้สองขั้นตอนผสมรูปแบบและเทคนิคการควบคุมปริมาณ พวกเขาถือว่าเป็นบวกและลบในสนามแม่เหล็กการไล่สีและพบว่าสนามแม่เหล็กที่มีการไล่ระดับสีลบหน้าที่คล้ายกับทุ่นลอยน้ำแรง และช่วยเพิ่มค่าเลข ,ในขณะที่สนามแม่เหล็กด้วยลาดบวก ลดมัน เมื่อเร็วๆ นี้ aminfar et al . [ 27 ] ศึกษาการพาความร้อนแบบบังคับของ ferrofluid ในท่อภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอตามขวาง ซึ่งถูกสร้างขึ้นโดยกระแสไฟฟ้าผ่านลวดขนานกับท่อพวกเขารายงานจํานวนมาก การเพิ่มสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเฉลี่ยของกรณีศึกษา

นอกจากนี้ หลาย ตัวเลข ทำงานได้ดําเนินการใน biomagnetic พลศาสตร์ของไหล ( bfd ) ซึ่งในเลือดเป็นของเหลวแม่เหล็กอยู่ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กภายนอก [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] , [ 31 ] และ [ 32 ]สมการสำหรับปัญหาเหล่านี้จะคล้ายกับที่ได้ ferrofluids . ในงานนี้จะมีของของไหลถูกสมมติให้แตกต่างกันไปตามอุณหภูมิและความเข้มสนามแม่เหล็กและสายขั้วจะถูกใช้เป็นแหล่งที่มาของสนามแม่เหล็ก อุณหภูมิ รวมทั้งค่าแรงเสียดทานที่ผิว และอัตราการถ่ายเทความร้อนได้แสดงให้เห็นเพิ่มขึ้น

ใกล้แหล่งแม่เหล็กงานวิจัยนี้เน้นแบบการพาความร้อนแบบบังคับของน้ำที่ใช้ fe3o4 ferrofluid ในช่องภายใต้มิติสลับสถานที่สนามแม่เหล็ก ฟลักซ์ความร้อนคงที่ที่ใช้ที่พื้นผิวด้านบนและล่างของช่องวัตถุประสงค์หลักคือเพื่อศึกษาการถ่ายเทความร้อนของของเหลว ซึ่งเสริมโดยการเที่ยวเย็นไปยังพื้นผิวด้วยสนามแม่เหล็ก การถ่ายโอนความร้อนพื้นผิวน้ำและปล่อยน้ำเข้าไหลขนาดใหญ่ แม่เหล็กที่ผลิตโดยวางเส้นคู่อิเลคตรอนในด้านบนและด้านล่างของช่องฟังก์ชันคลื่นสี่เหลี่ยม ยังใช้กับคู่อิเลคตรอนเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กสลับ . ผลของสนามแม่เหล็กความแรงและความถี่ในการถ่ายเทความร้อนคือการตรวจสอบและความถี่ที่เหมาะสมเป็นส่วนที่แตกต่างกันตัวเลขเรย์โนลด์ นอกจากนี้การเปลี่ยนแปลงชั่วคราวของความเร็วและอุณหภูมิของโปรไฟล์ในช่อง ได้ผ่านเวลาที่ขึ้นอยู่กับแบบจำลองเชิงตัวเลขและใช้อธิบายคุณลักษณะการถ่ายเทความร้อนของ ferrofluids .