ISI TAŞINIMINA MANYETİK ALANIN ETKİSİ

Abstract

Akışkan hareketlerinin uygulanan elektromanyetik alandan etkilendikleri bilinmektedir. Elektriksel iletkenliği ve manyetikleşme özelliği yüksek olan akışkanların debi ve akış hızları manyetik alanın etkisiyle artmakta, elektriksel iletkenliği ve manyetikleşme özelliği düşük olan akışkanların ise debi ve akış hızları manyetik alanın etkisiyle azalmaktadır. Bu çalışmada, ısı taşınımıyla transfer edilen ısı miktarı, akışkanın akış hızı ile doğru orantılı olduğu için ısı taşınımına manyetik alanın etkisi incelenmiştir.Çalışmanın teorik kısmında, akışkana etkiyen elektromanyetik kuvveti içeren Navier-Stokes, süreklilik ve sıcaklık dağılım denklemleri borularda gerçekleşen akışın incelenebilmesi amacıyla silindirik koordinat sisteminde yazılmıştır. Oluşturulan denklem sisteminin çözümünün yapılabilmesi için basınç artışının, akışkanın fiziksel özelliklerinin, silindirik boru boyutunun sabit kaldığı kabul edilmiştir. Silindirik koordinat sisteminde yazılan denklem sisteminin çözümünden, manyetik alanın şiddetine ve akışkanın diğer fiziksel özelliklerine bağlı radyal yöndeki sıcaklık dağılım ifadesi elde edilmiştir. Bu ifadeye göre belirlenen sıcaklık değerlerinden ise transfer edilen ısı miktarı bulunmuştur.Elde edilen sonuçlara göre, manyetik alan şiddetinin küçük değerlerinde boru cidarına yakın bölgelerde hız gradyanının daha büyük olması nedeniyle ısı taşınımının daha büyük olduğu görülmüştür. Buna bağlı olarak, manyetik alan şiddetinin artmasıyla ısı taşınımında bir azalma olmaktadır. Bu çalışmadan elde edilen teorik sonuçlar, yapılan deney sonuçları ile karşılaştırıldığında teorik ve deneysel sonuçların kendi aralarında birbiriyle uyum içinde olduğu tespit edilmiştir.

Keywords

• Manyetik alan, ısı taşınımı, sıcaklık, ısı miktarı.

THE EFFECT OF MAGNETIC FIELD INTO HEAT CONVECTION

Abstract

It is known that fluid movements are affected from electromagnetic field. Flow rate and velocity of fluids having high electrical conductivity and high magnetic property increases with the effect of magnetic field; in contrast the flow rate and velocity of fluids having low electrical conductivity and low magnetic property decreases with the effect of magnetic field. In this study, the effect of magnetic field on heat convection is investigated due to proportionality of heat transferred by convection with the velocity of fluid. On theoretical base of the study, Naver-Stokes, which comprises electromagnetic force to fluids, continuity and temperature distribution equations are written as cylindrical coordinate system for the purpose of investigation of the flow occurring inside the pipes. In the equations, pressure increase, physical properties of the fluid and size of the pipe are accepted as constant for solution. From the equations written in cylindrical coordinate system, radial temperature distribution expressions have been obtained with respect to magnetic field and other physical properties of the fluid by using temperature values from this expression. According to the results; it is found that heat convection is greater at the inner wall of pipe due to the fact that velocity gradient is higher at low values of magnetic field intensity at the inner wall of pipe. It has been determined that the theoretical results obtained and the experimental results are coherent

Keywords

• Magnetic fields, heat convection, temperature, amount of heat