Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1397
5
1
gregorian
2018
8
1
18
4
online
1
fulltext
fa
مدلسازی عددی میکروپمپ فروهیدرودینامیکی(FHD) توسط میدان آهن ربای دائم
Numerical simulation of FHD micro pump using magnetic field of permanent magnet
امروزه نانو سیالات مغناطیسی به دلیل کاربرد های متنوع در زمینههای مختلف از جمله پزشکی و صنعت توجه بیشتری را به خود جلب کردهاند. در این مقاله، برای اولین بار طرحی برای پمپ کردن فروسیالات و نانو سیالات مغناطیسی توسط نیروی کلوین ناشی از میدان مغناطیسی غیر یکنواخت داخل میکروکانالها ارائه و با عنوان میکروپمپ فروهیدرودینامیکی (FHD) نامگذاری شد. سپس به بررسی عددی جریان نانوسیال مغناطیسی درون میکرو کانال با سطح مقطع چهارگوش در حضور میدان مغناطیسی ناشی از آهنربای دائم پرداخته شد. در کار حاضر، نانوسیال مغناطیسی متشکل از نانو ذرات اکسید آهن که به طور کاملا همگن درون سیال پایه آب مخلوط شده است، استفاده شده است. معادلات حاکم از اضافه کردن ترم نیروی حجمی کلوین به معادلات ناویر-استوکس حاصل شده که به روش حجم محدود و توسط الگوریتم پیزو گسسته شده است. برای مطالعه پارامترهای تاثیر گذار در عملکرد میکرو پمپ FHD، بازهای منتخب از قطر نانوذرات، کسر حجمی نانوذرات، مغناطیس شوندگی اشباع، طول و عرض آهنربا مورد بررسی قرار گرفتهاند. نتایج نشان دادهاند که افزایش هر یک از پارامترهای مذکور منجر به افزایش سرعت در کانال میشوند که ناشی از افزایش نیروی کلوین در طول کانال میباشد. تاثیر قطر نانوذرات مغناطیسی بر سرعت ایجاد شده در کانال نسبت به پارامترهای دیگر بیشتر بود. همچنین آهنربا در حالت عمودی سرعت بیشتری را نسبت به حالت افقی ایجاد میکند.
Nowadays, magnetic nanofluids have drawn a lot of attention toward themselves due to various applications in different fields such as medicine and industry. In this paper, for the first time new pumping method for magnetic nanofluids and ferro-fluids is presented. Moreover, magnetic nanofluid flow inside a rectangular channel under the effect of nonuniform magnetic field of permanent magnet is investigated. Iron oxide nanoparticles which lie completely homogeneous inside the based fluid of water are used. The governing equations obtained by adding the Kelvin body force term to the Navier-Stokes equations, and the equations are discretized using finite volume method and PISO algorithm. In order to study the effective parameters in the function of the FHD micro pump, a selected ranges of nanoparticles size, volume fraction of nanoparticles, saturated magnetization, and the length and width of the magnet are studied. The results demonstrate the increase in any of the mentioned parameters leads to rise in velocity magnitude inside the channel. Change in the diameter of magnetic nanoparticles has greatest effect on the velocity magnitude inside the channel. Furthermore, vertical magnet has better performance than horizontal one in FHD micro pump.
نانوسیال مغناطیسی,فروهیدرودینامیک,میکروپمپ فروهیدرودینامیکی,آهنربای دائم,
Magnetic nanofluid,Ferrohydrodynamics (FHD),FHD micro pump,permanent magnet,
223
231
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-20008-2&slc_lang=fa&sid=15
صابر
یکانی مطلق
1003194753284600231304
1003194753284600231304
Yes
دانشگاه صنعتی ارومیه
Mohammad
Mehdizadeh youshanloei
محمد
مهدیزاده یوشانلوئی
1003194753284600231305
1003194753284600231305
No
school of Mechanical engineering, Urmia University of Technology (UUT), Urmia
دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه