حل تشابهي توليد انتروپي جريان روي يك صفحه متخلخل تحت اعمال شار گرمايي متغير

A Similarity Solution on Entropy Generation for a Porous Media with Variable Heat Flux

در اين مقاله، آنتروپي توليد شده درجريان لايه مرزي دوبعدي دائمي بر روي يك صفحه تخت متخلخل، در محيطي با شار گرمايي متغير به روش حل تشابهي مورد مطالعه قرارگرفته است. اين تحقيق به جهت مدل‌سازي، خنك­ كاري سطوح فلزي با پوشش متخلخل كه در صنعت كاربرد فراوان دارد، ارائه شده است. معادلات پيوستگي، مومنتم و انرژي به‌وسيله متغيرهاي تشابهي به معادلات ديفرانسيل معمولي غيرخطي تبديل مي‌شوند. براي اعتبارسنجي حل حاضر، مقايسه با تحقيقات منتشر شده انجام شده است. تأثيرات پارامترهاي مختلفي از جريان مانند شار­ گرمايي حرارتي ( )، پارامتر­مكش (S)، عدد­پرانتل (Pr)، پارامتركشش بر روي مؤلفه سرعت صفحه (U)، توزيع دما (T) و آنتروپي بي‌بعد (Ns) نشان داده‌ شده است و به‌طور دقيق مورد بحث و بررسي قرار گرفته است. عدد­بيژن به عنوان يك پارامتر مهم براي مطالعه كيفي در خنك­كاري بر روي سطوح متخلخل مورد استفاده قرار مي‌گيرد. افزايش عدد­بيژن معيار افزايش آهنگ خنك­كاري معرفي مي‌گردد. نتايج حاصل از مقاله نشان مي‌دهد كه هرگاه عدد پرانتل افزايش يابد، آنگاه آنتروپي گرمايي كاهش‌يافته كه باعث كاهش عدد­بيژن مي‌شود. ولي با افزايش ضريب نفوذپذيري و پارامتر مكش آنتروپي گرمايي افزايش‌يافته درنتيجه عدد­بيژن افزايش مي‌يابد.

In this paper, entropy generated during a continuous two-dimensional boundary layer flow on a porous flat plate surrounded by a variable heat flux is studied through a similarity solution. This study is presented for modeling of the cooling process of metal surfaces with porous coating that is widely used in industry. Using similarity variables, the continuity, momentum and energy equations are transformed into ordinary differential equations. To validate the proposed solution, results are compared to the existing studies. The effects of various parameters such as heat flux (q􀭵), suction parameter (S), Prandtl number (Pr), Stretch parameter on the plate velocity (U), temperature distribution (T) and dimensionless entropy (Ns) are shown and discussed in detail. Bijan number is used as an important parameter for qualitative study in cooling process on porous surfaces. The increase of Bijan number is introduced as a measure for the increase of cooling rate. The results of the study show that when Prandtl number increases, the entropy will decrease which leads to a decrease in Bijan number. However, an increase in permeability of surface causes to increasing suction parameter and Bijan number.