Termomagnētiskās konvekcijas siltumpārneses efektivitātes pētījums magnētiskajā šķidrumā

Abstract

Šī maģistra darba galvenais mērķis ir īpaša termiski jutīga magnētiskā šķidruma termomagnētiskās konvekcijas izpēte ar skaitliskām metodēm. Šķidrums ir pētīts noslēgtajā vienas fāzes termosifona tipa cilindriskā ģeometrijā ar konstantām temperatūrām uz apakšējo un augšējo galiem un adiabātiskiem robežnosacījumiem uz sānu sienas. Termomagnētiskā konvekcija tiek ģenerēta ar nehomogēnu pastāvīgu magnētisko lauku ar spoli, kura ir koaksiāli iegremdēta šķidrumā. Tika atrasts, ka konvektīvas siltumpārneses efektivitāte šādā iekārtā ar magnētisko lauku aplūkotājā parametru diapazonā var tikt paaugstināta līdz pat 7 reizēm. Tiek veikta aprēķinu rezultātu analīze un salīdzinājums ar eksperimentāliem datiem. Sakritība ar eksperimentu ir laba.

Atslēgvārdi: termomagnētiskā konvekcija, termosifons, magnētiskais šķidrums, dzesēšana

The main focus of this master’s thesis is the numerical investigation of the process of thermomagnetic convection in a special temperature sensitive ferrofluid. The fluid is studied in a closed single phase thermosiphon type cylindrical enclosure with constant temperatures defined on the upper and lower ends and adiabatic boundary conditions on the sidewall. Thermomagnetic convection is generated by the applied non-homogeneous constant magnetic field of a coil, which is coaxially immersed in the ferrofluid. It has been found that the efficiency of convective heat transfer in such setup can be increased up to 7 times by magnetic field within the studied range of parameters. The analysis of the numerical results and comparison with the experimental data is also given. Agreement with the experiment is good.

Keywords: thermomagnetic convection, thermosiphon, ferrofluid, cooling