آنالیز جریان جابجایی اجباری، آرام و سه-بعدی سیال در داخل کانال همراه با جدایش از دیدگاه قانون دوم

یکی از مسائلی که امروزه در فرایندهای انتقال حرارت مطرح است، نیاز به انتقال حرارت با شدت بالا در زمان کوتاه است. اما از آنجا که روشهای افزایش انتقال حرارت، خود منجر به ازدیاد شدت تولید انتروپی و در پی آن افزایش میزان بازگشت ناپذیری در جریان می گردد، مطالعه انجام شده به بررسی تولید انتروپی در جریان آرام سه بعدی همراه با انتقال حرارت، بر روی پله های پسرونده، در داخل کانال های با مقطع مستطیلی و مطالعه روش هایی مناسب جهت ازدیاد انتقال حرارت می پردازد. در یک جریان آرام با جابجایی اجباری، در اثر دو عامل انتقال حرارت و اصطکاک جریان، تولید انتروپی در داخل جریان صورت می گیرد. انتقال حرارت در اثر اختلاف دمای سیال ورودی و دمای دیواره های کانال ( که ثابت فرض شده وtw>tin) ایجاد می شود. جهت بدست آوردن مقدار انتروپی تولید شده نیازمند محاسبه میدان سرعت و دما بوده، که برای این منظور معادلات مومنتوم و انرژی در سیستم مختصات کارتزین سه بعدی، به صورت عددی حل می گردند. از آنجا که در مطالعه حاضر جریان جابجایی از روی پله های شیب دار نیز مد نظر بوده است سطوح مرزی شیب-دار در مختصات کارتزین با استفاده از روش مشهور مسدود شده شبیه سازی شده اند. فرم جداسازی شده معادلات حاکم، توسط روش حجم محدود بدست آمده و با بکار بردن الگوریتم سیمپل حل می شوند. در مطالعه حاضر،دو تکنیک استفاده از مکش و دمش و همچنین استفاده از موانع چسبیده به دیواره کانال بمنظور افزایش شدت انتقال حرارت پیشنهاد شده و با هم مقایسه می شوند. ودر ادامه نتایج حل عددی به صورت رسم نمودارهایی برای بررسی اثرات عدد رینولدز، تاثیرات زاویه ی شیب پله، بر روی رفتار سیال و انتقال حرارت جریان گاز و در انتها بر روی میزان انتروپی تولید شده و تغییرات عدد بژان ارائه شده است. همچنین سازگاری خوبی بین نتایج عددی بدست آمده از مطالعه حاضر با نتایج مطالعات قبلی برقرار است.