열자성대류

Thermomagnetic convection

페로플루오르드는 열을 전달하는 데 사용될 수 있는데, 이러한 자성 유체의 열과 대량 수송은 외부 자기장을 사용하여 제어할 수 있기 때문이다.

B. A. Finlayson은 1970년에 처음 (그의 논문 "강자성 유체의 수렴 불안정성"에서, 40:753-767) 어떻게 자성 감수성이 다양한 강자성 유체에 부과되는 외부 자기장이, 예를 들어 온도 변화로 인해 불균일한 자기체력을 초래하여 열자성 c로 이어지는지를 설명했다.탐욕의 이러한 형태의 열전달은 예를 들어 축소형 마이크로스케일 장치나 감소된 중력 조건에서 일반적인 대류가 적절한 열 전달을 제공하지 못하는 경우에 유용할 수 있다.

오조 그룹은 열자성 대류를 실험적으로나 수적으로 연구해 왔다. 그들은 대류 모드를 강화, 억제, 반전시키는 방법을 보여주었다.[1][2][3] 그들은 또한 미세중력 조건에서의 파라자성 유체에 대한 스케일링 분석을 수행했다.[4]

열자성 대류의 종합적인 검토 (A) 무코패드하이이, R. 강굴리, S. 센, I. K. 푸리, "열자성 대류 특성화를 위한 척도 분석", 국제 열량 전달 저널 48:3485-3492, (2005) 또한 이러한 형태의 대류가 차원 없는 자기 레일리 숫자와 상관될 수 있음을 보여준다. 이후 이 그룹은 두 개의 항을 가진 켈빈 체력의 존재로 인해 유동 운동이 발생한다고 설명했다. 첫 번째 용어는 자기 중심 압력으로 취급할 수 있는 반면, 두 번째 용어는 비등온계 등에서 유체 감수성의 공간적 구배가 있는 경우에만 중요하다. 자기장 민감성이 큰 차가운 액체는 열자성 대류 시 자기장 강도가 큰 지역으로 유인되며, 이는 낮은 민감도의 따뜻한 액을 대체한다. 그들은 열자성 대류가 무차원 자기성 레일리 숫자와 상관관계가 있다는 것을 보여주었다. 이러한 형태의 대류로 인한 열전달은 크기가 작은 시스템의 경우 부력에 의한 대류보다 훨씬 더 효과적일 수 있다.[5]

강유체 자기화는 적용된 자기장 H의 국부적 값과 유체 자기 감수성에 따라 달라진다. 다양한 온도를 포함하는 강유체 흐름에서 민감성은 온도의 함수다. 이것은 Navier에 표현될 수 있는 힘을 생성한다.–유체 흐름을 "켈빈 체력(KBF)"으로 제어하는 스톡스 또는 운동량 방정식

KBF는 자석에 대해 대칭인 정적 압력장을 생성하며, 예를 들어 선 이중극과 같이 굴곡이 없는 힘장을 생성한다. 즉, 일정한 온도 흐름에 대해 컬(ECU) = 0이다. 그러한 대칭 장은 속도를 바꾸지 않는다. 단, 부과된 자기장에 대한 온도 분포가 비대칭인 경우 KBF도 그러하며, 이 경우 컬(() ≠ 0이다. 이러한 비대칭 체력은 다른 체내에서 페로플루이드 운동을 일으킨다.

참조

  1. ^ Bednarz, Tomasz; Tagawa, Toshio; Kaneda, Masayuki; Ozoe, Hiroyuki; Szmyd, Janusz S. (2004). "Magnetic and Gravitational Convection of Air with a Coil Inclined Around the X Axis". Numerical Heat Transfer, Part A: Applications. 46 (1): 99–113. Bibcode:2004NHTA...46...99B. doi:10.1080/10407780490457464. S2CID 119902658.
  2. ^ https://www.htsj.or.jp/TSE/TSE_14_4/TSE_14_4_7.pdf
  3. ^ Bednarz, Tomasz; Patterson, John C.; Lei, Chengwang; Ozoe, Hiroyuki (2009). "Enhancing natural convection in a cube using a strong magnetic field — Experimental heat transfer rate measurements and flow visualization". International Communications in Heat and Mass Transfer. 36 (8): 781–786. doi:10.1016/j.icheatmasstransfer.2009.06.005.
  4. ^ Bednarz, Tomasz P.; Lin, Wenxian; Patterson, John C.; Lei, Chengwang; Armfield, Steven W. (2009). "Scaling for unsteady thermo-magnetic convection boundary layer of paramagnetic fluids of Pr>1 in micro-gravity conditions". International Journal of Heat and Fluid Flow. 30 (6): 1157–1170. doi:10.1016/j.ijheatfluidflow.2009.08.003.
  5. ^ 물리. 액체 16, 2228 (2004); doi:10.1063/1.1736691 (9페이지)