Ferrohydrodynamics Mixed Convection of a Ferrofluid in a Vertical Channel with Porous Blocks of Various Shapes

سال انتشار: 1402
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 123

فایل این مقاله در 15 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-16-1_011

تاریخ نمایه سازی: 29 آبان 1401

چکیده مقاله:

Numerical simulations of (water-Fe۳O۴) ferrohydrodynamics (FHD) mixed convection inside a vertical channel are performed. The magnetic field is produced by three sources positioned outside the channel’s right wall. The latter is provided with localized heat sources surmounted by variously shaped porous blocks: rectangular, trapezoidal, and triangular. The general model of Darcy-Brinkman-Forchheimer is employed to describe the fluid flow in the porous regions, and the resulting equations are numerically solved by the finite volume approach. The influence of significant parameters, including the magnetic number (Mn), the Richardson number (Ri), and the shape of blocks, is examined. The results essentially reveal that the enhanced heat transfer brought by the magnetic field and its intensity increase is suppressed by the augmentation of Ri until a critical value, rising with Mn, beyond which the global Nusselt number increases again. The mean friction coefficient increases with increased Mn and reduced Ri. Compared to the case with no magnetic field, the maximum enhancement in heat transfer rate is around ۱۳۲% for the rectangular blocks, ۱۴۶% for the trapezoidal blocks, and ۱۶۰% for the triangular blocks, while the maximum increase in pressure drop is approximately ۴۵% for all the shapes. The triangular shape seems the most efficient because it leads to high heat transfer rates and low mean friction coefficients; its performance factor is ۲.۳۲ for a dominant magnetic field and ۲.۶۲ for a dominant buoyancy force. The current research's conclusions will help optimize the operation of various thermal engineering systems, including electronic devices, where the improved heat removal rate will keep the electronic components at a safe operating temperature.

نویسندگان

N. Guerroudj

Houari Boumediene University of Sciences and Technology, LTPMP, ۱۶۱۱۱, Algeria

B. Fersadou

Houari Boumediene University of Sciences and Technology, LTPMP, ۱۶۱۱۱, Algeria

K. Mouaici

Houari Boumediene University of Sciences and Technology, LTPMP, ۱۶۱۱۱, Algeria

H. Kahalerras

Houari Boumediene University of Sciences and Technology, LTPMP, ۱۶۱۱۱, Algeria Houari Boumediene University of Sciences and Technology (USTHB)

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Ali, F. H., H. K. Hamzah, A. K. Hussein, M. ...
  • Alsedais, N., A. M. Aly and M. A. Mansour (۲۰۲۲). ...
  • Alves, L. S. de B., A. Barletta, S. Hirata and ...
  • Aly, A. M. and S. E. Ahmed (۲۰۲۰). ISPH simulations ...
  • Behnampour, A., O. A. Akbari, M. R. Safaei, M. Ghavami, ...
  • Bondarenko, D. S., M. A. Sheremet, H. F. Oztop and ...
  • Chakkingal, M., J. de Geus, S. Kenjereš. I. Ataei-Dadavi, M. ...
  • Çolak, E., Ö. Ekici and H. F. Öztop (۲۰۲۱). Mixed ...
  • Corcione, M. (۲۰۱۱). Empirical correlating equations for predicting the effective ...
  • Dahmani, A., J. Muñoz-Càmara, S. Laouedj and J. P. Solano ...
  • Ganguly, R., S. Sen and I. Puri (۲۰۰۴). Heat transfer ...
  • Ghalambaz, M., M. Sabour, S. Sazgar, I. Pop and R. ...
  • Ghasemian, M., Z. Najafian Ashrafi, M. Goharkhah and M. Ashjaee ...
  • Ghorbani, B., S. Ebrahimi and K. Vijayaraghavan (۲۰۱۸). CFD modeling ...
  • Gibanov, N. S., M. A. Sheremet, H. F. Oztop and ...
  • Guerroudj, N. and H. Kahalerras (۲۰۱۰). Mixed convection in a ...
  • Guerroudj, N. and H. Kahalerras (۲۰۱۲). Mixed convection in an ...
  • Jakeer, S., P. B. A. Reddy, A. M. Rashad and ...
  • Jarray, A., Z. Mehrez and A. El Cafsi (۲۰۲۰). Effect ...
  • Job, V. M. and S. R. Gunakala (۲۰۱۸). Mixed convective ...
  • Khetib, Y., K. Sedraoui, A. A. Melaibari, A. Elzaied, R. ...
  • Larimi, M. M., A. Ghanaat, A. Ramiar and A. A. ...
  • Liu, X., Y. A. Rothan, S. Althobalti and M. M. ...
  • Mehrez, Z. and A. El Cafsi (۲۰۲۱). Heat exchange enhancement ...
  • Mejni, F. and M. N. Ouarzazi (۲۰۰۹). Global instabilities in ...
  • Mousavi, S. M., M. Biglarian, A. A. R. Darzi, M. ...
  • Nessab, W., H. Kahalerras, B. Fersadou and D. Hammoudi (۲۰۱۹). ...
  • Nield, D. A. and A. Bejan (۲۰۱۳). Convection in porous ...
  • Pal, D. and B. Talukdar (۲۰۱۱). Combined effects of Joule ...
  • Patankar, S. V. (۱۹۸۰). Numerical heat transfer and fluid flow. ...
  • Pishkar, I., B. Ghasemi, A. Raisi and S. M. Aminossadati ...
  • Rosenweig, R. E. (۲۰۱۳). Ferrohydrodynamics. Dover Publications, New York ...
  • Seo, H. S., J. C. Lee, I. J. Hwang and ...
  • Shah, R. K. and S. Khandekar (۲۰۱۹). Exploring ferrofluids for ...
  • Shaker, H., M. Abbasalizadeha, S. Khalilarya and S. Y. Motlagh ...
  • Shamsi, M. R., O. A. Akbari, A. Marzban, D. Toghraie ...
  • Sheikholeslami, M. and D. D. Ganji (۲۰۱۴). Ferrohydrodynamic and magnetohydrodynamic ...
  • Sheikholeslami, M. and S. A. Shehzad (۲۰۱۸). Numerical analysis of ...
  • Sheikholeslami, M., D. D. Ganji and M. M. Rashidi (۲۰۱۵). ...
  • Soltanipour, H. (۲۰۲۱). Numerical analysis of two-phase ferrofluid forced convection ...
  • Teimouri, K., M. R. Tavakoli, A. Ghafari and K. C. ...
  • Teimouri, K., M. R. Tavakoli, A. Ghafari and K. C. ...
  • Tiwari, R. K. and M. K. Das (۲۰۰۷). Heat transfer ...
  • Tzirtzilakis, E. E. (۲۰۰۵). A mathematical model for blood flow ...
  • Vafai, K. and C. L. Tien (۱۹۸۱). Boundary and inertia ...
  • Vijay, N. and K. Sharma (۲۰۲۲). Heat and mass transfer ...
  • Yerramalle, V., B. Premachandran and P. Talukdar (۲۰۲۱). Mixed convection ...
  • نمایش کامل مراجع