Published December 1, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Numerical simulation of MHD double-diffusive mixed convection in a closed cavity filled with liquid potassium alloy: Incorporating thermosolutal source

Creators

  • 1. Vellore Institute of Technology University

Description

This numerical study investigates the effect of a magnetic field and discrete thermo-solutal source on steady double-diffusive mixed convection in a double-sided cavity filled with liquid potassium alloy using the finite volume method. The discrete thermo-solutal source is fixed on the cavity left wall, with three locations considered in three cases. In contrast, the right vertical wall is maintained at a low temperature and concentration. The remaining part of the enclosure is kept adiabatic. The investigation explores the effects of relevant parameters, including Reynolds number (102 ≤ Re ≤ 103), Hartmann number (0 ≤ Ha ≤ 50), Lewis number (1.0 ≤ Le ≤ 10.0), and source location (0 ≤ η ≤ 1.0), Prandtl number (Pr = 0.054), and Source length (0.2L) are held constant. The results show that heat and mass transfer rates increase with Reynolds number, decreasing with Hartmann number. By increasing Le, the heat transfer reduces, and mass transfer increases. By reducing η from 0.8 to 0, the proximity of the corresponding sources enhances thermal and solutal effects, leading to increased heat and mass transfer rates. Further, an empirical correlation is developed for the average Nusselt number (Nuavg) and the average Sherwood number (Shavg).

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تبحث هذه الدراسة العددية في تأثير المجال المغناطيسي والمصدر الحراري المذاب المنفصل على الحمل الحراري المختلط المنتشر المزدوج الثابت في تجويف مزدوج الجانب مملوء بسبيكة البوتاسيوم السائلة باستخدام طريقة الحجم المحدود. يتم تثبيت المصدر الحراري الملوث المنفصل على الجدار الأيسر للتجويف، مع مراعاة ثلاثة مواقع في ثلاث حالات. في المقابل، يتم الحفاظ على الجدار الرأسي الأيمن عند درجة حرارة وتركيز منخفضين. يتم الحفاظ على الجزء المتبقي من العلبة ثابت الحرارة. يستكشف التحقيق آثار المعلمات ذات الصلة، بما في ذلك رقم رينولدز (102 ≤ Re ≤ 103)، ورقم هارتمان (0 ≤ Ha ≤ 50)، ورقم لويس (1.0 ≤ Le ≤ 10.0)، وموقع المصدر (0 ≤ η ≤ 1.0)، ورقم براندتل (Pr = 0.054)، وطول المصدر (0.2L) ثابتة. تظهر النتائج أن معدلات انتقال الحرارة والكتلة تزداد مع عدد رينولدز، وتنخفض مع عدد هارتمان. عن طريق زيادة LE، يقل نقل الحرارة، ويزيد نقل الكتلة. من خلال تقليل η من 0.8 إلى 0، يعزز قرب المصادر المقابلة التأثيرات الحرارية والمذابة، مما يؤدي إلى زيادة معدلات نقل الحرارة والكتلة. علاوة على ذلك، يتم تطوير ارتباط تجريبي لمتوسط عدد نوسيلت (Nuavg) ومتوسط عدد شيروود (Shavg).

Translated Description (French)

Cette étude numérique étudie l'effet d'un champ magnétique et d'une source thermo-solutale discrète sur la convection mixte constante à double diffusion dans une cavité double face remplie d'alliage de potassium liquide en utilisant la méthode du volume fini. La source thermo-solutale discrète est fixée sur la paroi gauche de la cavité, avec trois emplacements considérés dans trois cas. En revanche, la paroi verticale droite est maintenue à basse température et concentration. La partie restante de l'enceinte est maintenue adiabatique. L'étude explore les effets des paramètres pertinents, y compris le nombre de Reynolds (102 ≤ Re ≤ 103), le nombre de Hartmann (0 ≤ Ha ≤ 50), le nombre de Lewis (1,0 ≤ Le ≤ 10,0) et l'emplacement de la source (0 ≤ η ≤ 1,0), le nombre de Prandtl (Pr = 0,054) et la longueur de la source (0,2 L) sont maintenus constants. Les résultats montrent que les taux de transfert de chaleur et de masse augmentent avec le nombre de Reynolds, diminuant avec le nombre de Hartmann. En augmentant Le, le transfert de chaleur diminue et le transfert de masse augmente. En réduisant η de 0,8 à 0, la proximité des sources correspondantes améliore les effets thermiques et solutaux, conduisant à des taux de transfert de chaleur et de masse accrus. De plus, une corrélation empirique est développée pour le nombre de Nusselt moyen (Nuavg) et le nombre de Sherwood moyen (Shavg).

Translated Description (Spanish)

Este estudio numérico investiga el efecto de un campo magnético y una fuente termo-solutal discreta en la convección mixta estable de doble difusión en una cavidad de doble cara llena de aleación líquida de potasio utilizando el método de volumen finito. La fuente termo-solutal discreta se fija en la pared izquierda de la cavidad, con tres ubicaciones consideradas en tres casos. Por el contrario, la pared vertical derecha se mantiene a baja temperatura y concentración. La parte restante del recinto se mantiene adiabática. La investigación explora los efectos de los parámetros relevantes, incluidos el número de Reynolds (102 ≤ Re ≤ 103), el número de Hartmann (0 ≤ Ha ≤ 50), el número de Lewis (1.0 ≤ Le ≤ 10.0) y la ubicación de la fuente (0 ≤ η ≤ 1.0), el número de Prandtl (Pr = 0.054) y la longitud de la fuente (0.2L) se mantienen constantes. Los resultados muestran que las tasas de transferencia de calor y masa aumentan con el número de Reynolds, disminuyendo con el número de Hartmann. Al aumentar Le, la transferencia de calor se reduce y la transferencia de masa aumenta. Al reducir η de 0.8 a 0, la proximidad de las fuentes correspondientes mejora los efectos térmicos y solutales, lo que conduce a mayores tasas de transferencia de calor y masa. Además, se desarrolla una correlación empírica para el número medio de Nusselt (Nuavg) y el número medio de Sherwood (Shavg).

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
المحاكاة العددية للحمل الحراري المختلط مزدوج الانتشار MHD في تجويف مغلق مليء بسبيكة البوتاسيوم السائلة: دمج مصدر محلول حراري
Translated title (French)
Simulation numérique de convection mixte à double diffusion MHD dans une cavité fermée remplie d'alliage de potassium liquide : incorporant une source thermosolutale
Translated title (Spanish)
Simulación numérica de convección mixta de doble difusión MHD en una cavidad cerrada llena de aleación líquida de potasio: Incorporación de fuente termosolutal

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4388776075
DOI
10.1016/j.csite.2023.103772

Is supplement to
https://openalex.org/W4212787992 (Other)
https://openalex.org/W4200415704 (Other)
https://openalex.org/W3191847421 (Other)
https://openalex.org/W3120307574 (Other)
https://openalex.org/W2955372101 (Other)
https://openalex.org/W2621015672 (Other)
https://openalex.org/W2599053049 (Other)
https://openalex.org/W2301160391 (Other)
https://openalex.org/W2059539881 (Other)
https://openalex.org/W2038821355 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1965215251
  • https://openalex.org/W1968837738
  • https://openalex.org/W1970978291
  • https://openalex.org/W1972230962
  • https://openalex.org/W1975135047
  • https://openalex.org/W1975539986
  • https://openalex.org/W1976993764
  • https://openalex.org/W1981816363
  • https://openalex.org/W1983230964
  • https://openalex.org/W1989626530
  • https://openalex.org/W1990023559
  • https://openalex.org/W1992194873
  • https://openalex.org/W2001201456
  • https://openalex.org/W2010427208
  • https://openalex.org/W2014241677
  • https://openalex.org/W2018270198
  • https://openalex.org/W2018938710
  • https://openalex.org/W2020136277
  • https://openalex.org/W2022182858
  • https://openalex.org/W2026738899
  • https://openalex.org/W2029787832
  • https://openalex.org/W2035103378
  • https://openalex.org/W2035730490
  • https://openalex.org/W2038477881
  • https://openalex.org/W2049111958
  • https://openalex.org/W2056046901
  • https://openalex.org/W2063029601
  • https://openalex.org/W2065672096
  • https://openalex.org/W2091917895
  • https://openalex.org/W2118364052
  • https://openalex.org/W2122325087
  • https://openalex.org/W2136719269
  • https://openalex.org/W2261373230
  • https://openalex.org/W2507787810
  • https://openalex.org/W2546032861
  • https://openalex.org/W2593206412
  • https://openalex.org/W2606653843
  • https://openalex.org/W2891915275
  • https://openalex.org/W2897596476
  • https://openalex.org/W2899268484
  • https://openalex.org/W2912126050
  • https://openalex.org/W2912911063
  • https://openalex.org/W2936002845
  • https://openalex.org/W3046308746
  • https://openalex.org/W3080239798
  • https://openalex.org/W3094412301
  • https://openalex.org/W3134056341
  • https://openalex.org/W3135458718
  • https://openalex.org/W3166036533
  • https://openalex.org/W4210656856
  • https://openalex.org/W4220928567
  • https://openalex.org/W4224298087
  • https://openalex.org/W4304003195
  • https://openalex.org/W4307903940
  • https://openalex.org/W4308510586
  • https://openalex.org/W4320726765
  • https://openalex.org/W4361253672
  • https://openalex.org/W4377691188