تحلیل میزان اثرگذاری عوامل داخلی و خارجی بر تولید آنتروپی و انتقال حرارت نانوسیال غیرنیوتنی از طریق روش شبکه بولتزمن
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران
2 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران
3 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد نجفآباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجفآباد، ایران
doi
چکیده
ارزیابی مقدار تولید آنتروپی طی انتقال حرارت جابجایی طبیعی درون محفظهای دوبعدی حاوی نانوسیال غیرنیوتنی، هدف از انجام این پژوهش با استفاده از روش شبکه بولتزمن است. محفظه در معرض جذب/تولید حرارت یکنواخت و میدان مغناطیسی یکنواخت و غیریکنواخت در زوایای مختلف قرار دارد. ویژگی کار حاضر، بررسی اثر تشعشع حجمی و شکل دیواره سرد محفظه در سه شکل صاف، منحنی و مورب بر مشخصات جریان است. کاربرد در طراحی خنککنندههای الکترونیکی و کلکتورهای خورشیدی ازجمله موارد عملی این تحقیق است. تطابق قابلقبول نتایج حاصلشده با مطالعات مرتبط قبلی، صحت نتایج ارائهشده را تأیید کرد. بر اساس نتایج، وجود پارامتر تشعشع منجر به بهبود انتقال حرارت میشود که این اثر به ازای افزایش شاخص توانی سیال مشهودتر است. علاوه بر کاهش عدد ناسلت به ازای افزایش شاخص توانی سیال، اثربخشی وجود میدان مغناطیسی در کاهش مقدار آنتروپی و نرخ انتقال حرارت به ازای کاهش شاخص توانی سیال افزایش مییابد. دستیابی به قدرت جریان و عدد ناسلت بالاتر به ترتیب تا حدود 40٪ و 61٪، به ازای اعمال میدان مغناطیسی عمودی و غیریکنواخت امکانپذیر است. اگرچه به ازای تولید حرارت، پایینترین مقدار شاخص عملکرد حرارتی و عدد ناسلت وجود خواهد داشت، اما بیشترین اثرگذاری میدان مغناطیسی در حالت تولید حرارت مشاهده میشود. با طراحی دیواره به شکل صاف علاوه بر افزایش شاخص عملکرد حرارتی، کاهش عدد بجان نیز مقدور است.
