Dairesel bir kanalda soğutma şartları altında MHD sıvı lityum akışın sayısal olarak incelenmesi

Bu çalışmada, lityum sıvısı dıştan manyetik alan indüksiyonuna maruz bırakılan üç boyutlu dairesel bir kanalda sayısal olarak incelenmiştir. Manyetik alan, kanala akış yönüne dik olarak uygulanmıştır. Re=2250 ve manyetik alan kuvveti sırasıyla 0T, 0.04T, 0.08T ve 0.12T olarak seçilmiştir. Bunun yanında, akışkan sıcaklığı 473.15 K iken cidar sıcaklığı 373.15 K’dir. Hesaplamalar ANSYS-Fluent ticari yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Manyetik alanın akışkan hızı, basınç ve sıcaklık üzerindeki etkileri grafiksel olarak sunulmuştur. Manyetik alan etkisinin akışkan hızını azaltırken, basıncı arttırdığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, manyetik alan boru uzunluğu boyunca kanalın farklı bölgelerinde, sıcaklığı farklı şekilde etkilediği gözlemlenmiştir.

Numerically investigation of MHD liquid lithium flow under cooling conditions in a circular channel

In this study, the lithium fluid was numerically analyzed in a three-dimensional circular channel exposed to external magnetic field induction. The magnetic field is applied perpendicular to the flow direction of the channel. Re=2250 and the magnetic field strength was selected as 0T, 0.04T, 0.08T and 0.12T, respectively. Besides, while the fluid temperature is 473.15 K, the wall temperature is 373.15 K. Calculations were performed with ANSYS-Fluent commercial software. The effect of the magnetic field on the fluid velocity, pressure and temperature has presented graphically. While the magnetic field seriously has reduced the fluid velocity, the pressure has observed to increase. Also, it has been observed that the magnetic field affects the temperature differently in different regions of the channel along the pipe length.

___

  • Salman BH, Mohammed HA, Kherbeet ASh. “Heat transfer enhancement of nanofluids flow in microtube with constant heat flux”. International Communications in Heat and Mass Transfer, 39(8), 1195-1204, 2012.
  • Gajbhiye NL, Eswaran V. “Numerical simulation of MHD flow and heat transfer in a rectangular and smoothly constricted enclosure”. International Journal of Heat and Mass Transfer, 83, 441-449, 2015.
  • Sun ZHI, Zhang X, Guo M, Pandelaers L, Vleugels J, Van der Biest O, Van Reusel K. and Blanpian B. “Strong magnetic field effects on solid–liquid and particle-particle interactions during the processing of a conducting liquid containing non-conducting particles”. Journal of Colloid and Interface Science, 375(1), 203-212, 2012.
  • Öztop HF, Rahma MM, Ahsan A, Hasanuzzaman M, Saidur R, Al-Salem K, Rahim NA. “MHD natural convection in an enclosure from two semi-circular heaters on the bottom wall”. International Journal of Heat and Mass Transfer, 55 (7), 1844-1854, 2012.
  • Di Piazza I, Ciofalo M, “MHD free convection in a liquid-metal filled cubic enclosure. I. Differential heating”. International Journal of Heat and Mass Transfer, 45(7), 1477-1492, 2002.
  • Pekmen B, Tezer-Sezgin M. “Numerical solution of buoyancy MHD flow with magnetic potential”. International Journal of Heat and Mass Transfer, 71, 172-182, 2014.
  • Mejri I, Mahmoudi A, Abbasi MA, Omri, A. “Magnetic field effect on entropy generation in a nanofluid-filled enclosure with sinusoidal heating on both side walls”. Powder Technology, 266, 340-353, 2014.
  • Recebli Z, Selimli, S, Gedik, E. “Three dimensional numerical analysis of magnetic field effect on convective heat transfer during the MHD steady state laminar flow of liquid lithium in a cylindrical pipe”. Computers & Fluids, 88, 410-417, 2013.
  • Kim CN, “Liquid metal magnetohydrodynamic flows in an electrically conducting rectangular duct with sudden expansion”. Computers & Fluids, 89, 232-241, 2014.
  • Ke Y, Wang HY, Wu YC. “MHD simulation of the liquid metal/helium gas dual-cooled waste transmutation blanket for FDS”. Fusion Engineering and Design, 69(1), 431-435, 2003.
  • Zaloğlu A, Yalçınkaya G. “Paralel iki levha arasındaki viskoz akışkanın MHD radyal titreşimli akışı”. İTÜ dergisi/d, 2(5), 53-60, 2003.
  • Kumar A, Singh AK. “Unsteady MHD free convective flow past a semi-infinite vertical wall with induced magnetic field”. Applied Mathematics and Computation, 222, 462-471, 2013.
  • Gedik E. Silindirik Borularda Manyetohidrodinamik Akışın Deneysel Olarak İncelenmesi ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği ile Sayısal Analizi. Doktora Tezi, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye, 2012.
  • Aoyagi M, Ito S, Hashizume H, Muroga, T. “MHD pressure drop characteristics in a three-surface-multi-layered channel under a strong magnetic field”. Fusion Engineering and Design, 85 (7), 1181-1184, 2010.
  • Ellahi R. “The effects of MHD and temperature dependent viscosity on the flow of non-Newtonian nanofluid in a pipe: Analytical solutions”. Applied Mathematical Modelling, 37(3), 1451-1467, 2013.
  • Nasrin R, Alim MA. “Control volume finite element simulation of MHD forced and natural convection in a vertical channel with a heat-generating pipe”. International Journal of Heat and Mass Transfer, 55(11), 2813-2821, 2012.
  • Malvandi A, Safaei MR, Kaffash MH, Ganji DD. “MHD mixed convectionin a vertical annulus filled with Al2O3–water nanofluid considering nanoparticle migration”. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 382, 296-306, 2015.
  • Sheikholeslami M, Hatami M, Ganji DD. “Analytical investigation of MHD nanofluid flow in a semi-porous channel”. Powder Technology, 246, 327-336, 2013.
  • Kiyasatfar M, Pourmahmoud N. “Laminar MHD flow and heat transfer of power-law fluids in square microchannels”. International Journal of Thermal Sciences, 99, 26-35, 2016.
  • Sheikholeslami M, Vajravelu K, Rashidi MM. “Forced convection heat transfer in a semi annulus under the influence of a variable magnetic field”. International Journal of Heat and Mass Transfer, 92, 339-348, 2016.
  • Karimipour A, D’Orazio A, Shadloo MS. “The effects of different nano particles of Al2O3 and Ag on the MHD nano fluid flow and heat transfer in a microchannel including slip velocity and temperature jump”. Physica E, 86, 146-153, 2017.
  • Davison HW. “Compilation of thermophysical properties of liquid lithium”. National Aeronautics and Space Administration, Washington, USA, 4, 1968.
Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-7009
  • Başlangıç: 1995
  • Yayıncı: PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Kural tabanlı bulanık yaklaşımla talep tahmini ve hızlı tüketim sektöründe bir uygulama

Beyzanur Çayır Ervural, İrem Uçal Sarı, Berk Koçyiğit

Isıl parametreleri değişken olan dairesel kanatların parametrelerin değişimi yöntemi kullanılarak optimizasyonu

Cihat Arslantürk

Dairesel bir kanalda soğutma şartları altında MHD sıvı lityum akışın sayısal olarak incelenmesi

Murat Erdem, Müjdat Fırat, Yasin Varol

Sağlık sistemlerinde yöneylem araştırması teknikleri: 2007-2017 yılları arası literatür taraması

Gül Didem BATUR, Serpil EROL

Kış sezonu köprü ısıtma sistemi için deniz suyu kaynaklı ısı pompası dizaynı

Gökay KÜTÜKÇÜ, Hakan DEMİR

Uyumsuz iş setlerini içeren karmaşık montaj hattı dengeleme problemi için bastırılmamış sınıflandırmalı karınca koloni optimizasyonu algoritması

İbrahim KÜÇÜKKOÇ

Mikrokanallarda cidar kayma gerilmesi ve basınç farkının sayısal olarak incelenmesi

Sertaç ÇADIRCI, Ufuk DEMİR, Semra Zülal BİROL, Levent TRABZON, Hasan GÜNEŞ

Genleştirilmiş perlitin ısı yalıtım teknolojilerinde kullanılabilirliğinin incelenmesi

Onuralp Uluer, İbrahim KARAAĞAÇ, Mustafa AKTAŞ, Gökhan DURMUŞ, Ümit AĞBULUT, Ataollah KHANLARİ, Damla Nur ÇELİK

Elektro erozyon ile delik delmede işleme tamlığının deneysel incelenmesi

Yakup YILDIZ

Çok amaçlı karma tam sayılı tesis yerleşim problemi modeli ve askeri tesiste uygulama

Murat AKÇA, Ramazan ŞAHİN