بررسی اثر هندسه فین داخل لوله آنالس برای سیال غیر نیوتونی

در این مقاله به مدلسازی عددی جریان سیال غیر نیوتونی در لوله آنالس پرداخته می شود و تاثیر هندسه متفاوت فین بر انتقال حرارت و آنتروپی تولیدی، مورد محاسبه قرار می گیرد. در این تحقیق مدلسازی به روش اجزاء محدود با توابع وزنی هرمیتی انجام شده است. استفاده از تابع درجه یک هرمیتی باعث گردیده که پیوستگی مشتق در ناحیه انتگرال گیری حفظ شده و سرعت همگرایی و دقت مسئله افزایش یابد. بهینه سازی هندسی فین از لحاظ ابعاد و تعداد فینها، با استفاده از تحلیل مینیمم آنتروپی تولیدی (EGM) و بر مبنای ماکزیمم نرخ انتقال حرارت، انجام شده است. روش EGM هر دو اثر مقاومت حرارتی و افت فشار را به طور همزمان در برهم کنش های حرارتی در لوله های آنالس اندازه گیری می کند. در این مقاله با درنظر گرفتن کل جریان و مدلسازی جریان غیر نیوتونی به روش پاورلا، معادلات بقای جرم و انرژی بر مدل، اعمال شده و سپس با اعمال بالانس آنتروپی (قانون دوم ترمودینامیک)، نرخ تولید آنتروپی محاسبه می شود. در نهایت هندسه بهینه آرایش فین ها در دو حالت سیال نیوتونی و غیر نیوتونی در لوله آنالس با یکدیگر مقایسه می شود.

Keywords:

جریان آنالس , اجزاء محدود , تابع هرمیت , فین , بهینه سازی , آنتروپی تولیدی