The optimization of inlet and outlet port locations of a vented square cavity

در اين مقاله، انتقال حرارت جابجايي تركيبي در يك حفره مستطيلي بصورت عددي مورد مطالعه قرار گرفته است. ديواره پاييني حفره تحت شار ثابت حرارتي قرار گرفته و جريان آب سرد به حفره داخل و پس از عبور از جداره داغ از سمت ديگر خارج مي شود. 4 جانمايي مختلف براي درگاههاي ورودي و خروجي در نظر گرفته شده است. علاوه بر انتقال حرارت توليد انتروپي نيز مورد بررسي قرار گرفته است و با استفاده از توليد انتروپي كمينه و انتقال حرارت بيشينه، بهترين طراحي و جانمايي درگاههاي ورودي و خروجي در اعداد ريچاردسون مختلف(0.0001 < Ri < 10) و عدد رينولدز 1000 پيشنهاد شده است. همچنين جريان و انتقال حرارت حفره در جانمايي ها و اعداد ريچاردسون اشاره شده مورد مطالعه قرار گرفته است. توليد انتروپي محلي و كلي و بازگشت ناپذيري حاصل از انتقال حرارت و جريان نيز مورد بررسي قرار گرفته است.

In this study, mixed convection heat transfer and local and global entropy generation in a ventilated square cavity have been investigated numerically. The natural convection effect is achieved by a constant heat flux imposed at the bottom wall and cooled by injecting a cold follow. In order to investigate the effect of port location, four different placement configurations of the inlet and outlet ports are studied. In each case, external flow enters into the cavity through an inlet port in the left side of the cavity and exits from the opposite side. The other boundaries are assumed adiabatic. The cavity is subjected to laminar flow of water. The investigation has been carried out for the Re=1000, and the Richardson number with the range of 0.0001 < Ri < 10. The heat transfer and LEG (Local Entropy Generation) and GEG (Global Entropy Generation), Heat Transfer Irreversibility (HTI) and Fluid Friction Irreversibility (FFI) are calculated and compared. Then, the optimum inlet/outlet configuration has been selected based on the minimum GEG and the maximum heat transfer.