ارزيابي عددي ميزان آنتروپي توليد شده تحت اثر ميدان مغناطيسي و جذب/توليد گرما به واسطه انتقال حرارت دوگانه نانوسيال تركيبي

Evaluation of Amount the Entropy Production Due to MHD Hybrid Nanofluid Conjugate Heat Transfer with Heat Absorption/Generation

در مطالعه حاضر، ميزان آنتروپي توليد شده ناشي از انتقال حرارت دوگانه نانوسيال تركيبي درون محفظه K شكل تحت اثر ميدان مغناطيسي يكنواخت و غيريكنواخت و جذب/توليد گرما يكنواخت بررسي شده است. شبيه‌سازي با نوشتن كد رايانه‌اي به زبان فرترن و با استفاده از روش شبكه بولتزمن صورت پذيرفته است. تغييرات عدد رايلي، عدد هارتمن، ضريب جذب/توليد گرما، نسبت هدايت حرارتي، نسبت ابعاد محفظه و نوع اعمال ميدان مغناطيسي و كسر حجمي نانوذرات به عنوان متغيرهاي اصلي اين بررسي مورد ارزيابي قرار گرفته‌اند. نتايج نشان داد مي‌توان قدرت جريان، ميزان انتقال حرارت و آنتروپي توليد شده را با اعمال ميدان مغناطيسي كاهش داد. كاهش كمتر عدد ناسلت متوسط با غير يكنواخت اعمال كردن ميدان مغناطيسي حاصل مي‌شود. افزايش ضريب جذب/توليد گرما به دليل افزايش دماي مجموعه منجر به كاهش عدد ناسلت متوسط مي‌شود كه اين اثر با افزايش عدد هارتمن، بيشتر مي‌شود. افزودن نانوذرات به سيال پايه در حالتي كه هدايت پديده غالب است، موجب افزاش ميزان انتقال حرارت مي‌شود. انتقال حرارت تابعي از نسبت ضريب هدايت حرارتي و عدد رايلي بوده و افزايش اين دو پارامتر اثرات جابجايي را افزايش مي‌دهد و در اين شرايط، اثر افزايش عدد هارتمن نمايان‌تر است. افزايش نسبت ابعاد محفظه منجر به كاهش عدد ناسلت متوسط و آنتروپي شده ولي اثر افزودن نانوذرات در اين حالت بيشتر است. آنتروپي توليدي با افزايش عدد هارتمن كاهش و با افزايش عدد رايلي و ضريب جذب/توليد گرما افزايش مي‌يابد.

In the present study, the entropy production due to the conjugate heat transfer of the hybrid nanofluid inside the K-shaped chamber under a uniform and non-uniform magnetic field under impact of a uniform heat absorption/generation is evaluated. Variations in the Rayleigh number, volumetric fraction of nanoparticles, Hartmann number, heat absorption/generation coefficient, thermal conductivity ratio, chamber aspect ratio and type of magnetic field applied have been studied. The outcomes showed that the flow strength and the amount of heat transfer could be reduced by about 55% and 21% by applying a magnetic field, respectively. By applying a non-uniform magnetic field compared to uniform mode, the flow strength can be increased up to about 38 and the average Nusselt number up to about 16%. Increasing the heat absorption/generation coefficient due to increasing the set temperature leads to decreasing the mean Nusselt number, which this influence increases with increasing the Hartmann number. Addition of nanoparticles to the base fluid in which the conduction of the phenomenon is predominant increases the rate of heat transfer. Heat transfer is a function of the ratio of thermal conductivity and Rayleigh number that increasing these two parameters increases the convection effects, and in this case, the effect of increasing the Hartmann number is more pronounced. Increasing the thermal conductivity ratio from 0.5 to 10 increases the amount of heat transfer by 21 times. Increasing the chamber aspect ratio leads to a decline in the mean Nusselt number and entropy production, but the effect of adding nanoparticles is greater in this case. Entropy production decreases with increasing Hartmann number and increases with Rayleigh number and heat absorption/generation coefficient.