Thermal convection in a ferromagnetic fluid saturating a porous medium

Sunil; Bharti, P.K.; Sharma, D.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Thermal convection in a ferromagnetic fluid saturating a porous medium

Autorzy

Sunil , Bharti P.K. , Sharma D.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

Identyfikatory

Warianty tytułu

Termiczna konwekcja w cieczy ferromagnetycznej wysysającej ośrodek porowaty

Języki publikacji

Abstrakty

This paper deals with the theoretical investigation of the thermal convection on a layer of ferromagnetic fluid heated from below saturating a porous medium subjected to a transverse uniform magnetic field. For a flat fluid layer contained between two free boundaries, an exact solution is obtained using a linear stability analysis theory and normal mode analysis method. In the case of stationary convection, the medium permeability and non-buoyancy magnetization both have a destabilizing effect on the system. The critical wave number and the critical magnetic thermal Rayleigh number for the on set of instability are also determined numerically for sufficiently large values of buoyancy magnetization parameter M1 and the results are depicted graphically. The principle of the exchange of stabilities is found to hold true for the ferromagnetic fluid heated from below saturating a porous medium.

Teoretycznie badano konwekcję termiczną w warstwie cieczy ferromagnetycznej ogrzewanej od dołu i wysycającej ośrodek porowaty poddany działaniu poprzecznego, jednorodnego pola magnetycznego. Otrzymano dokładne rozwiązanie dla płaskiej warstwy cieczy zawartej między dwoma swobodnymi brzegami, wykorzystując teorię liniowej stateczności i metodę trybu zwykłego. W przypadku ustalonej konwekcji zarówno przepuszczalność ośrodka, jak i niepowietrzna magnetyzacja wpływają destabilizująco na układ. Krytyczna liczba falowa i krytyczna magnetyczno-termiczna liczba Rayleigha na początku utraty stabilności są wyznaczone numerycznie dla wystarczająco dużych wartości parametru powietrznej magnetyzacji, a otrzymane wyniki zostały przedstawione graficznie. Stwierdzono, że zasada wymiany stabilności może być stosowana do cieczy ferromagnetycznej ogrzewanej od spodu i wysycającej ośrodek porowaty.

Słowa kluczowe

ferromagnetic fluid porous medium numer Rayleigha

ciecz ferromagnetyczna ośrodek porowaty liczba Rayleigha

Wydawca

De Gruyter

Czasopismo

Studia Geotechnica et Mechanica

Rocznik

2007

Tom

Vol. 29, nr 3-4

Strony

3--18

Opis fizyczny

bibliogr. 30 poz.

Twórcy

autor

Sunil

autor

Bharti P.K.

autor

Sharma D.

Department of Applied Sciences, National Institute of Technology (Deemed University), Hamirpur, (H.P.)-l77 005, India.

Bibliografia

[1] MOSKOWITZ·R., Dynamic scaling with magnetic fluids, ASLE Trans., 1975,18,135-143.
[2] HATHAWAY D.B., Use of ferrofluid in moving coil loudspeakers, dB-Sound En Mag., 1979, 13(2), 42-44.
[3] BARCLAY J .A., Use of a ferrofllid as the heat-exchange fluid in a magnetic refrigerator, J. Appl. Phys., 1982,53(4),2887-2894.
[4] MORIMOTO Y., AKIMOTO M., YOTSUMOTO Y., Dispersion state of protein-stabilized magnetic emulsions, Chem. Pharm. Bull., 1982,30(8),3024-3027.
[5] BAILEY R.L., Lesser known applications of ferrofluids, J. Magn. Magn. Mater., 1983, 39(1,2), 178182.
[6] RAJ K., MOSKOWITZ B., CASCIARJ R., Advances in ferrofluid technology, J. Magn. Magn. Mater., 1995,149,174-180.
[7] ROSENSWEIG R.E., Ferrohydrodynamics, Cambridge University Press, Cambridge, 1985.
[8] FINLAYSON BA. Convective instability of ferromagnetic fluids, 1. Fluid Mech., 1970,40(4), 753-767.
[9] LALAS D.P .. CARMI S., Thermoconvective stability of ferrofluids, Phys. Fluids. 1971. 14,436-437.
[10] SCHWAB L., HILDEBRANDT U . STIERSTADT K., Magnetic Benard convection, J. Magn. Magn. Mater., 1983.39(1-2),113-114.
[11] STILES P.J., KAGAN M., Thermoconvective instability of a horizontal layer of ferrofluid in a strong vertical magnetic field, J. Magn. Magn. Mater., 1990,85,196-198.
[12] CIIANDRASEKHAR S., Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability, Dover Publications, New York, 1981.
[13] RUDRAIAH N., SIIEKAR G.N., Convection in magnetic fluid with internal heat generation, ASME J. J-Heat Transf., 1991, 113,122-127.
[14] ANISS S., SOUHAR M., BRANCHER J.P., Thermal convection in a magnetic fluid in an annular Hele-Shaw cell, J. Magn. Magn. Mater., 1993,22(1-3),319-322.
[15] SIDDHESHWAR P.G., Rayleigh-Bcnard convection in a ferromagnetic fluid with second sound, Japan Soc. Mag. Fluids, 1993,25,32-36.
[16] QIN Y .. KALaNI P.N., Nonlinear stability problem of a ferromagnetic fluid with surface tension effect, Em. J. Mcch. BI Fluids, 1994, 13,305-321.
[17] SIDDHESIHWAR P.G., Convective instability of a ferromagnetic fluids bounded by fluid permeable magnetic boundaries, J. Mag. Matis., 1995,149, 148-150.
[18] ZEBIB A .. Thermal convection in magnetic fluid, J. Fluid Mech., 1996,321, 121-136.
[19] SOUHAR M .. ANISS S., BRANCHER J.P., Rayleigh-Benard convection in a magnetic flluid in an annular Hele-Shaw cell, Tnt. J. Heat Mass Transfer, 1999, 42( 1), 61-72.
[20] ANISS S., BEUIAQ M., SOUHAR M., Effect of magnetic modulation on the stability of a magnetic liquid layer heated from below, ASME J. Heat Transfer, 123,2001,428-433.
[21] SIDDHESHWAR P .G., ABRAHAM A., Effect of time-periodic boundary temperatures/body force on Rayleigh-Benard convection in a ferromagnetic fluid, Acta Mechanica, 2003, 161,131-150.
[22] SUNIL, ANUPAMA SHARMA, DIVYA SIIARMA, SHARMA R. C, Effect of dust particles on thermal convection in ferromagnetic fluid, Zeitschrift fur Naturforschung, 2005, 60a(7), 494-502.
[23] SUNIL, PA V AN KUMAR BIIARTI, DIVY A SHARMA, SHARMA R. C, The effect of rotation on thermosolutal convection in a ferromagnetic fluid, Int. J. AppI. Mech. Engng., 2005, 10( 4 7), 713-730.
[24] SUNIL, ANU SHARMA R.C. Effect of dust partial on ferrofluid heated and soluted from below, Int J.Thermal Sciences 2006 45(4) 347-358
[25] JOSEPH D.D., Stability of Fluid Motions Springer-Verlag, Beriln Vol 1,2, 1976
[26] NIELD D.A. BEJAN A., Convection in Porous Medium 2ed edition Spinger-Verlag, New York 1999
[27] VAIDYANATHAN G. SEKAR R., SUBRAMANIAM R., Ferroconvestive instability of fluids saturating a porous medium, Int. J. Engng. Sci., 1991,29, 1259-1267
[28] BRINKMAN H.C. A calculation of the viscous force exerted by a flowing fluid on a dense swarm of particles, Appl. Sci. Res., 1947, A 127-34
[29] BRINKMAN H.C. On the permeability of media consisting of closely packed porous particles. Appl. Sci. Res 1947 A. 1 81-86
[30] PENFIELD P., HAUS H.A. Electrodynamics of Moving Media, Massachusetts Institute of Technology Press, 1967

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPW9-0007-0085