A NUMERICAL INVESTIGATION OF EFFECT OF MAGNETIC FIELD ON HEAT CONVECTION WITH VARIABLE PHYSICAL PROPERTIES

Abstract

In some studies, the effect of magnetic field on heat convection has been investigated given that physical properties are constant regardless of temperature. The effect of magnetic field on heat convection and fluids whose physical properties change by temperature has been investigated in this study as physical properties of fluids change by the effect of temperature. Momentum, continuity and energy equations including electromagnetic force affecting the fluid were used in the solution. Temperatures at axial and radial directions and Nusselt numbers were calculated depending on magnetic field intensity and other physical properties of fluid by solving the equation system written in cylindrical coordinates system by means of one of the numerical methods which is finite difference method. According to results, velocity and temperature of the cooled fluid decreased following an increase in the intensity of magnetic field placed vertically to flow direction. As determined in the previous one, this study also indicated that the increase in Reynolds number increases Nusselt number, and increasing the effect of magnetic field decreases Nusselt number. The theoretical results of the present study are in conformity with the results of our previous one.

Keywords

• Magnetic field, Heat convection, Temperature dispersion, Flow on pipes.

DEĞİŞKEN FİZİKSEL ÖZELLİKLİ AKIŞKAN İLE ISI TAŞINIMINA MANYETİK ALANIN ETKİSİNİN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

Öz

Manyetik alanın etkisiyle akışkanların hızlarının değiştiği bilinmektedir. Yapılan bazı çalışmalarda sıcaklıkla fiziksel özelliklerin değişmediği kabul edilerek manyetik alanın ısı taşınımına etkisi araştırılmıştır. Sıcaklığın etkisiyle akışkanların fiziksel özellikleri değişeceği için bu çalışmada sıcaklıkla fiziksel özellikleri değişen akışkan ile ısı taşınımına manyetik alanın etkisi incelenmiştir. Çözümde akışkana etkiyen elektromanyetik kuvveti içeren momentum, süreklilik ve enerji denklemleri kullanılmıştır. Silindirik koordinat sisteminde yazılan denklem sistemi sayısal metotlardan sonlu farklar yöntemiyle çözülerek manyetik alanın şiddetine ve akışkanın diğer fiziksel özelliklerine bağlı olarak eksenel ve radyal yönlerdeki sıcaklıklar ile Nusselt sayıları hesaplanmıştır.Çözüm sonuçlarına göre; akış yönüne dik olarak yerleştirilen manyetik alanın şiddeti artırıldığında soğutulan akışkan için hız ve sıcaklıklarda azalmalar olduğu görülmüştür. Daha önceki çalışmalarda tespit edildiği gibi Reynolds sayısının artışıyla Nusselt sayısının arttığı, manyetik alan etkisinin artmasıyla da Nusselt sayısının azaldığı bu çalışmada da gözlemlenmiştir. Elde edilen teorik sonuçlar, daha önce tarafımızdan, sabit fiziksel özellikli akışkanla yapılan benzeri çalışmanın sonuçları ile karşılaştırıldığında uyum içinde olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Manyetik alan, Isı taşınımı, Sıcaklık dağılımı, Borularda akış.