مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل عددی رفتار ترمودینامیکی یک ریزپمپ ام اچ دی با تغییر همزمان طول‌های دو میدان الکتریکی و مغناطیسی

نویسندگان
1 استادیار گروه مکانیک / دانشگاه بیرجند
2 دانشجوی کارشناسی ارشد
چکیده
در این مقاله اثر تغییرات همزمان طول‌های دو میدان‌ الکترومغناطیس با لحاظ نواحی نفوذ جانبی بر توزیع دما و سرعت جریان در یک ریزپمپ ام اچ دی به‌طور عددی شبیه‌سازی شده است. هندسه جریان یک مجرای دو بعدی بین دو صفجه موازی است و جریان مورد نظر تراکم ناپذیر، پایدار و آرام فرض شده است. بعلاوه دو خاصیت ترموفیزیکی سیال یعنی لزجت دینامیکی و هدایت الکتریکی تابع دما در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم بر دو میدان جریان سیال و الکترومغناطیس به روش عددی حجم محدود حل شده و یک حل تحلیلی جامع شامل توزیع سرعت، فشار و دما برای یک حالت خاص ارائه گردیده است. نتایج عددی نشان می‌دهد که با تغییر طول میدان‌های الکترومغناطیس و لحاظ تابعیت دمایی خواص سیال (آب)، برای جریان در یک مجرا به مقطع مستطیلی 1000 میلیمتر مربع، شدت شار مغناطیسی 025/0 تسلا و قدرت میدان الکتریکی 20 ولت بر میلیمتر، دبی عبوری به 250 میلی‌لیتر بر ثانیه و دمای میانگین کاسه‌ای از 25 درجه سانتی‌گراد ورودی به 40 درجه سانتی‌گراد در خروج از مجرا می‌رسد. این در حالی است که با ثابت بودن خواص، حداکثر دبی و دمای میانگین به‌ترتیب70 میلی‌لیتر بر ثانیه و 60 درجه سانتی‌گراد می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical analysis of thermodynamic behavior of an MHD micropump by simultaneously changing the length of electric and magnetic fields

نویسندگان English

Seyed Ali Mirbozorgi 1
morteza dallakehnezhad 2
1 Assistant Prof. of Mech. Eng. Birjand Univ.
2 Master Student
چکیده English

In this paper the effect of electromagnetic field lengths to change simultaneously is simulated on the temperature distribution and flow velocity of a MHD micropump considering the lateral electromagnetic diffusive regions. The geometry of flow is a two-dimensional channel between two parallel plates and the flow is assumed to be incompressible, steady and laminar. In addition, thermophysical properties such as the dynamic viscosity and electric conductivity of fluid are considered to be the function of temperature. The governing equations of both flow and electromagnetic fields have been solved using the finite volume numerical method a comprehensive analytical solution including velocity, pressure and temperature filed distributions has been derived for an special case. The numerical results show that by changing the length of electromagnetic fields and considering the fluid (water) properties as a function of temperature, for flow in a 1000 mm2 cross-section channel, magnetic field intensity 0.025 Tesla and electric field strength 20 volt/mm, the flow rate reaches 250 mLit/s and the mean cup temperature from 25 0C at entrance reaches to 40 0C at the exit of channel. However for constant properties, the flow rate and the mean cup temperature reach 70 mLit/s and more than 60 0C respectively.

کلیدواژه‌ها English

MHD micropump
Lorentz Force
fully developed flow
Electrode-field length
Magnetic-field length