Amélioration du Transfert de Chaleur dans les Nanofluides ( Al2O3- eau) via l'Application d'un Champ Magnétique

Abstract

La convection naturelle dans une enceinte carrée remplie d'un nanofluide eau-Al2O3 et influencée par un champ magnétique a été étudiée numériquement. Les effets de paramètres tels que le nombre de Rayleigh, la fraction volumique de solides et le nombre de Hartmann sur les champs d'écoulement et de température, ainsi que le taux de transfert de chaleur, ont été examinés. Les résultats de l'analyse numérique ont conduit aux conclusions suivantes.  Des circulations d'écoulement plus intenses à l'intérieur de l'enceinte et des isothermes renforcées près des parois verticales sont évidentes à des nombres de Rayleigh plus élevés et à des nombres de Hartmann plus faibles pour une fraction volumique de solides fixe.  Les profils de vitesse en y et de température le long du milieu horizontal de l'enceinte montrent également des champs d'écoulement plus forts à l'intérieur de l'enceinte et des gradients de température plus élevés près des parois verticales à des nombres de Rayleigh plus élevés et à des nombres de Hartmann plus faibles.  Les profils du nombre de Nusselt local le long de la paroi chaude et le nombre de Nusselt moyen confirment que lorsque le nombre de Hartmann augmente, le taux de transfert de chaleur diminue.  Le taux de cette diminution dépend du nombre de Rayleigh. L'influence la plus significative du nombre de Hartmann sur la détérioration du transfert de chaleur se produit à Ra = 105, où l'écoulement induit par la poussée de flottabilité commence à dominer le mécanisme de transfert de chaleur.  L'effet de la fraction volumique de solides sur le taux de transfert de chaleur dépend fortement des valeurs du nombre de Rayleigh et du nombre de Hartmann.  Pour Ha = 30, le taux de transfert de chaleur augmente lorsque la fraction volumique de solides augmente pour toutes les valeurs du nombre de Rayleigh sauf pour Ra = 105. À ce nombre de Rayleigh, le taux de transfert de chaleur peut soit augmenter soit diminuer avec une augmentation de la fraction volumique de solides en fonction du nombre de Hartmann.