استفاده از روش لتیس بولتزمن در تحلیل آنتروپی تولید شده طی انتقال حرارت دوگانه سیال با مدل توانی در حضور جذب/تولید گرما و میدان مغناطیسی

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 3، دوره 34، شماره 3 - شماره پیاپی 29، پاییز 1401، صفحه 35-66   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jacsm.2022.77136.1125

نویسندگان

محمد نعمتی؛ محمد سفید^*

دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران.

چکیده

در کار حاضر مقدارآنتروپی تولید شده ناشی ازانتقال حرارت دوگانه سیال با مدل توانی درون محفظه دو بعدی متمایل تحت اثرمیدان مغناطیسی یکنواخت و غیر یکنواخت با وجود جذب/تولید حرارت بررسی شده است. مهمترین نتایج عبارتنداز: (الف) قدرت جریان، مقدار انتقال حرارت و آنتروپی تولید شده با افزایش عدد هارتمن، کاهش عدد رایلی و افزایش شاخص توانی سیال، کاهش می‌یابد. (ب) با کاهش شاخص توانی سیال، اثر میدان مغناطیسی بارزتر می‌شود به نحوی که افزایش عدد هارتمن تا بیشترین مقدار، در حدود 52 درصد برای سیال نازک‌شونده و تا حدود 18 درصد برای سیال ضخیم‌شونده از مقدار عدد ناسلت متوسط می‌کاهد. (ج) برای دست‌یابی به جریانی با قدرت بیشتر و عدد ناسلت متوسط بالاتر می‌توان از میدان مغناطیسی به صورت غیر یکنواخت به خصوص TMF1 استفاده کرد. هر اندازه عدد هارتمن بیشتر باشد، تغییر در نوع اعمال میدان مغناطیسی مشهودتر است. اثر تغییر در نوع اعمال میدان مغناطیسی برای سیال ضخیم‌شونده کمترین است. (د) چنانچه نسبت هدایت حرارتی افزایش یابد، بیشترین مقدار عدد ناسلت متوسط حاصل می‌شود که در این حالت اثر افزایش عدد هارتمن و عدد رایلی محسوس‌تر می‌شود. (ه) کمترین مقدار انتقال حرارت، قدرت جریان و اثر میدان مغناطیسی زمانی حاصل می‌شود که محفظه در زاویه ۹۰+ درجه قرار گیرد که در این حالت عدد ناسلت متوسط تا حدود 82 درصد کمتر از زاویه صفر است. (و) عدد بجان با افزایش ضریب جذب/تولید حرارت، افزایش عدد هارتمن، کاهش عدد رایلی و کاهش نسبت هدایت حرارتی، افزایش می‌یابد و بیشترین مقدار عدد بجان در زاویه ۹۰+ درجه حاصل می‌شود.

کلیدواژه‌ها

انتقال حرارت دوگانه؛ سیال با مدل توانی؛ میدان مغناطیسی یکنواخت و غیر یکنواخت؛ تولید آنتروپی؛ جذب/تولید حرارت یکنواخت؛ زاویه تمایل محفظه

مراجع