کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
657131 1458055 2015 17 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Analysis of entropy generation in double-diffusive natural convection of nanofluid
ترجمه فارسی عنوان
تجزیه و تحلیل نسل آنتروپی در کانواسیون طبیعی دوگانه نفوذ نانوسیال
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
در این مقاله، تجزیه و تحلیل نسل آنتروپی در انتقال حرارت دو طرفه طبیعی نانوسیم در یک محفظه مستطیلی انجام می شود تا بینش ما را نسبت به عملکرد سیستم های حرارتی خورشیدی تقویت کند. اثرات تعداد حرارتی ریلی، نسبت نیروهای شناوری، کسر حجم نانو ذرات و نسبت مساحت محفظه به طور دقیق مورد بحث قرار می گیرد. یافته شده است که نسل آنتروپی در رژیم های آشفته به شدت افزایش می یابد. نسل آنتروپی کل حداقل زمانی که نسبت نیروهای شناوری یک وحدت باشد، به حداقل برسد. نسل کل آنتروپی یک تابع کاهش مونوتونی از حجم نانو ذرات است. جالب است که برگشت ناپذیری به علت انتشار حرارتی، انتشار چسبندگی و انتشار غلظت، در مورد میزان مشابه با میزان کربن نانو ذرات تغییر خواهد کرد. تفاوت و شباهت بین نانوسیم و سیال پایه خالص نیز مورد تحلیل قرار گرفته است. در برخی از موارد، داده ها بر اساس قانون دوم ترمودینامیک بهتر از آن است که براساس قانون اول ترمودینامیک برای توصیف تفاوت بین شدت انتقال گرما و جرم است. علاوه بر این، ما پدیده ای از خود سازمان یافته ای را کشف می کنیم که در ابتدا در کانال های هوای دو طرفه مشاهده می شود، همچنین در همسایگی نانو فلوئید وجود دارد. به ویژه، حتی در رژیم های کاملا آشفته، ساختار نظم در تصویر نسل آنتروپی نسبی ظاهر می شود. چنین پدیده ای می تواند به عنوان یک شاخص برای یافتن نظم در جریان پیچیده استفاده شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
چکیده انگلیسی
In the present work, entropy generation analysis on double-diffusive natural convection of nanofluid in a rectangular enclosure is conducted to deepen our insights into the performance of solar thermal systems. The effects of thermal Rayleigh number, ratio of buoyancy forces, nanoparticle volume fraction and aspect ratio of enclosure are discussed in details. It is found that entropy generation will be enhanced more intensively in turbulent regimes. The total entropy generation will reach its minimum when the ratio of buoyancy forces is unity. The total entropy generation is a monotonic decreasing function of nanoparticle volume fraction. It is interesting that the irreversibility due to thermal diffusion, viscous dissipation and concentration diffusion will change about the same rate with nanoparticle volume fraction. The differences and similarities between nanofluid and pure base fluid are also analyzed. In some scenarios, the data based on the second law of thermodynamics are better than that based on the first law of thermodynamics to describe the difference between heat and mass transfer intensity. Moreover, we find a kind of self-organized phenomenon, which we firstly observed in double-diffusive natural convection of air, also exists in its nanofluid counterpart. Especially, even in fully turbulent regimes, there appear order structures in the picture of relative entropy generation. Such phenomenon can be used as an indicator to find order in complicated flow.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 87, August 2015, Pages 447-463
نویسندگان
, , , ,