Efecto Del Campo Magnetico En La Transferencia De Calor En Una Cavidad Rectangular Con Conveccion Libre

Abstract

Algunos procesos industriales como el crecimiento de un cristal implican la presencia
un líquido eléctricamente conductor sujeto a un campo magnético. Debido al movimiento
inducido por la convección natural el líquido experimenta una fuerza de Lorenz que tiende a
reducir las velocidades. Hay también aplicaciones en tecnología solar donde la convección
natural juega un papel principal. Un campo magnético se puede utilizar para controlar el
campo de flujo de manera de aumentar o reducir la transferencia del calor. En este trabajo, se
estudia numéricamente el efecto del campo magnético en un flujo con convección natural en una
cavidad rectangular de un líquido eléctricamente conductor. Las dos paredes de lados de la
cavidad se mantienen isotérmicamente a dos temperaturas diferentes mientras la pared de
arriba y la pared de abajo están completamente aisladas térmicamente. El acoplamie nto de las
ecuaciones de Navier-Stokes con las ecuaciones de Maxwell es discutido con las suposiciones y
simplificaciones principales asumidas en algunos problemas de magnetohidrodinámica. Se
desarrolla un código en volumen finito en variables primitivas para resolver las ecuaciones de
Navier-Stokes bajo el efecto de un campo magnético. Las simulaciones numéricas se llevan a
cabo para diferentes números de Grashof y de Hartmann. El efecto del campo magnético en el
número de Nusselt es discutido y cómo la convección se puede suprimir para ciertos valores del
número de Hartmann y dirección del campo magnético. La implementación numérica es
discutida en detalle con las dificultades principales encontradas en la convergencia de las
ecuaciones.