Ivestigation of Entropy Generation in 3-D Laminar Forced Convection Flow over a Backward Facing Step with Bleeding

كار حاضر به مطالعه عددي توليد انتروپي در جريان جابجايي آرام گاز از روي پله پسرو در داخل كانال همراه با مكش و دمش پرداخته است. به منظور محاسبه شدت توليد انتروپي با استفاده از قانون دوم، تعيين ميدان سرعت و دما مورد نياز است. در اين راستا با بكارگيري مختصات كارتزين، معادلات حاكم شامل بقاي جرم، ممنتم و انرژي با تكنيك ديناميك سيالات محاسباتي حل عددي شده اند. فرم مجزاي اين معادلات با روش حجم محدود بدست آمده و توسط آلگوريتم سيمپل به جواب رسيده اند. با داشتن نتايج عددي، تاثير عمل دمش و مكش بر توزيع شدت توليد انتروپي روي ديواره هاي كانال و همچنين بر روي كل توليد انتروپي در داخل جريان مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج حاضر مي توانند در راستاي طراحي سيستمهاي حرارتي با بازدهي بالا مفيد باشند. مقايسه نتايج عددي بدست آمده با داده هاي موجود در مراجع معتبر سازگاري خوبي را نشان مي دهد.

A numerical investigation of entropy generation in laminar forced convection of gas flow over a backward facing step in a horizontal duct under bleeding condition is presented. For calculation of entropy generation from the second law of thermodynamics in a forced convection flow, the velocity and temperature distributions are primary needed. For this purpose, the three-dimensional Cartesian coordinate system is used to solve the Navier-Stokes and energy equations by the computational fluid dynamic techniques. Discretized forms of these equations are obtained by the finite volume method and solved using the SIMPLE algorithm. The numerical results are presented graphically and the effects of bleeding coefficient on the distributions of entropy generation and Nusselt numbers along the duct’s wall and also on total entropy generation are presented. The numerical results can be used in design of such thermal system with high performance. Comparison of numerical results with the available data published in open literature shows a good consistency.