توليد آنتروپي نانوسيالات در همرفت طبيعي در محفظههاي متخلخل مستطيلشكل

Entropy generation of nanofluids during natural convection inrectangular porous enclosures

اين مقاله به تحليل توليد آنتروپي نانوسيالات در همرفت طبيعي در محفظههاي متخلخل مستطيلشكل ميپردازد. هدف، تعيين شرايط بهينه از نظر قوانين اول و دوم ترموديناميك ميباشد. براي اين منظور، معادلات بقاي جرم، اندازهحركت و انرژي نانوسيال به شيوه عددي حل ميشوند. سپس، نرخ توليد آنتروپي محاسبه شده و مورد تجزيه و تحليل قرار ميگيرد. محاسبات براي نانوذرات مس، اكسيدآلومينيم و اكسيدتيتانيوم در سيال پايه آب انجام شده و نتايج با هم مقايسه ميشوند.علاوه بر اين، تاثير كسرحجمي نانوذرات، عدد رايلي، نسبت منظري محفظه، تبادل تابش و اثرات غيردارسي بر انتقال گرما و توليد آنتروپي در محفظه بررسي ميشود. كنكاش در نتايج ارايهشده نشان ميدهد كه حضور تبادل تابش و اثرات غيردارسي نقش مهمي در انتقال گرما و توليد آنتروپي در محفظه دارند. در ميان نانوسيالات مطالعهشده، بيشترين انتقال گرما و توليد آنتروپي در نانوسيال آب-مس رخ ميدهد.

Entropy generation of nanofluids during natural convection in rectangular porous enclosures is analyzed in this paper. The objective is to find optimum circumstances from the standpoints of the First Law and the Second Law of thermodynamics. For this purpose, the mass, momentum, and energy conservation equations are solved numerically.Thereafter, the generation of entropy is calculated and discussed. Computations are undertaken for Cu, Al2O3, and TiO2 nanoparticles in a base fluid of water and the corresponding results are compared. Moreover, the influences of volume fraction of the nanoparticles, Rayleigh number, enclosure aspect ratio, radiation exchange, and non-Darcy effects on heat transfer and entropy generation in the enclosure are analyzed. Inspection of the presented results demonstrates that radiation exchange and non-Darcy effects possess prominent consequences on heat transfer and entropy generation inside the enclosure. Among the current nanofluids, the highest heat transfer and entropy generation appears in the Cu-water nanofluid.