نانوسیالات، میدان مغناطیسی و گذرگاه های همگرای جریان: اثرات بر رفتار حرارتی ریزمبدل های حرارتی

به منظور بررسی امکان بهبود عملکرد حرارتی ریزمبدل های حرارتی، پدیده های مرتبط با انتقال حرارت جابجایی آب (H2O) - نانوسیال اکسید آلومینیوم (Al2O3) در یک ریزمبدل حرارتی سه بعدی با گذرگاه های همگرای جریان در حضور میدان مغناطیسی به صورت عددی در محدوده عدد هارتمن (Ha) 0 الی 20 و کسر حجمی (∅) 0 و 0.02 در رژیم جریان آرام (عدد رینولدز، Re، کمتر از 100) شبیه سازی و محاسبه می شوند. نتایج نشان می دهد که ضریب انتقال حرارت جابجایی و همچنین ضریب اصطکاک با افزایش عدد هارتمن افزایش می یابد. با وجود افزایش ضریب اصطکاک به صورت محسوس تا دو برابر، می توان به توزیع دمای یکنواخت در قسمت سیال و مهم تر از آن توزیع دمای تقریبا یکنواخت در بخش جامد ریزمبدل حرارتی دست یافت که حذف شارهای حرارتی بالاتر را در محدوده دمای ایمن کاری ممکن می سازد. همچنین دیده می شود میدان مغناطیسی دارای یک مقدار حداکثر مقدار موثر است و لذا هیچ توجیهی برای افزایش بیشتر از آن حد با توجه به دیدگاه بهره وری انرژی وجود ندارد. البته این مقادیر حدی میدان مغناطیسی در عمل بسیار بالا و اعمال آن غیر امکان ناپذیر می باشد. علاوه بر این، اثر میدان مغناطیسی بر یکنواخت کردن پروفیل سرعت با افزایش میزان همگرایی گذرگاه ها کاهش می یابد. به عبارت دیگر استفاده از گذرگاه های همگرا نیاز به اعمال میدان مغناطیسی شدید در ریزابعاد برای دستیابی به میدان سرعت یکنواخت را از بین می برد.