بررسی عددی جابجایی اجباری و آرام و تولید آنتروپی در یک مجرای منحنی شکل

در مطالعه حاضر مشخصات جریان، دما و تولید آنتروپی در یک مجرای منحنی به روش عددی به دست آمده است. معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی، با فرض جریان پایا، سه بعدی و آرام به روش حجم کنترل حل شده و برای گسسته simple سازی عبارت های جابجایی و پخش از طرح بالادست مرتبه اول و برای پیوند میدان سرعت و فشار از الگوریتم استفاده شده است. نتایج عددی به دست آمده با داده های قبلی موجود مقایسه شده و تاثیر نسبت ظرافت سطح مقطع، عدد دین، شار گرمای اعمال شده به مجرا، نوع سیال عامل، تعداد و موقعیت ریب ها، اندازه ریب، نسبت ظرافت ریب و چرخش مجرا بر تولید آنتروپی بررسی شده اند. نتایج حاصل نشان می دهد که در یک نسبت ظرافت ثابت، در اعداد دین بالا و شار گرمایی پایین، تولید آنتروپی، عمدتا ناشی از اصطکاک بوده، در حالیکه در اعداد دین پایین و شار گرمایی بالا، تولید آنتروپی ناشی از انتقال گرما غالب تر است. در هر نمونه با عدد دین و شار گرمایی مشخص، یک حالت بهینه بر اساس اصل تولید آنتروپی کمینه وجود دارد. سیال عامل با لزجت بالا باعث افزایش تولید آنتروپی ناشی از اصطکاک می شود. نتایج حاصل از افزودن ریب به مجرا نشان میدهد که افزودن ریب به مجرا، تولید آنتروپی ناشی از انتقال گرما را می کاهد، در حقیقت ریب باعث افزایش و تقویت گردابه های ثانویه شده و عملکرد انتقال گرما را بهبود می بخشد. درحالیکه به خاطر افزوده شدن دیواره های جامد به مجرا و در نتیجه افزایش بازگشت ناپذیریهای اصطکاکی، تولید آنتروپی ناشی از اصطکاک افزایش می یابد. بررسی تعداد و ترتیب ریب نشان می دهد که ریب در دیواره بیرونی، دارای تولید آنتروپی کل کمینه می باشد.