محاسبه تولید انتروپی تابش سطحی با توسعه روش تابش خالص در محفظه‌ای مایل همراه با جابه‌جایی طبیعی

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 07 آذر 1402   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jacsm.2023.80207.1151

نویسندگان

علی صفوی نژاد^{* 1}؛ مهدی فتحی پور²

¹گروه مکانیک، دانشگاه بیرجند

²دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

در این مقاله با توسعه روش تابش خالص، تولید انتروپی تابش سطحی در محفظه‌ای ‌مایل همراه با جابه‌جایی طبیعی تحلیل و بررسی شده است. معادلات حاکم با فرمول‌بندی تابع جریان-ورتیسیتی با ‏روش تفاضل‌محدود و معادلات تابش سطحی با روش تابش خالص طیفی حل می‌گردند. تولید انتروپی تابش سطحی، شامل انتروپی تابشی در میدان و در ماده است. در این روش، با حل معادلات تابش خالص به‌صورت طیفی، شدت تابش ورودی و خروجی از سطوح بدست می‌آید آنگاه، انتروپی تابشی در ماده و شدت انتروپی تابشی طیفی محاسبه و در‌پایان با استفاده از شدت انتروپی تابشی طیفی، انتروپی تابشی در میدان محاسبه می‌گردد. جهت صحت محاسبه تولید انتروپی تابش سطحی، روش تابش خالص توسعه داده با قانون دوم ترمودینامیک، اعتبارسنجی شده است. تأ‌ثیر عدد رایلی، ضریب صدور و زاویه محفظه بر تولید انتروپی بررسی می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش زاویه محفظه تولید انتروپی تابش سطحی کاهش می‌یابد. کمترین تولید انتروپی در زاویه90 درجه، حالتی که دیواره گرم دیواره پایینی محفظه باشد، اتفاق می‌افتد. همچنین 85% ‏تولید انتروپی کل‎‏ ‏ناشی از ‏تابش سطحی می‌باشد به‌طوری‌که تولید انتروپی ناشی از تأثیر تابش سطحی، ‏‎520‎‏% نسبت به حالتی‌که از ‏تابش سطحی چشم‌پوشی می‌گردد، افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

انتروپی تابش سطحی؛ &rlm؛ روش تابش خالص توسعه یافته؛ محفظه‌ای مایل

مراجع