تحليل قانون دوم براي جابجايي آزاد جريان هوا در محفظه L شكل با يك جسم مولد گرما

Analysis of second law for free convection in L-shaped enclosure with heat-generating conducting body

در مقاله حاضر، قانون دوم ترموديناميك براي جابجايي آزاد جريان هوا در محفظه L شكل با يك جسم رساناي مولد گرما به طور عددي تحليل شده است. در اين تحليل، معادلات پيوستگي، اندازه حركت و انرژي با روش حجم محدود و با الگوريتم سيمپلر حل شده است. نتايج با قرار دادن جسم مولد گرما در سه موقعيت متفاوت، براي سه نسبت منظري متفاوت از محفظه L شكل، در اعداد رايلي مابين 103 و 105 مطالعه شده است. نتايج نشان مي دهند كه با افزايش عدد رايلي، عدد ناسلت متوسط بر روي پله داغ افزايش مي يابد. در اعداد رايلي پايين، رسانش مكانيزم غالب، تبادل گرما در محفظه است، اما در اعداد رايلي بالا جابجايي غالب خواهد بود. هنگامي كه جسم مولد گرما در مركز محفظه قرار بگيرد، نرخ انتقال حرارت و توليد آنتروپي كل بيشينه خواهد بود.

: In this research, the second Law for free convection of air flow in L-shaped enclosure with a heat generating body, is numerically studied. In this study, the continuity, momentum and energy equations are solved, using a finite volume method and SIMPLER algorithm. By positioning the heat generating body at three different locations inside the enclosure for three aspect ratios of enclosure in various Rayleigh numbers between 103 and 105 have been investigated. Results show that, increasing the Rayleigh number increases the value of mean Nusselt number over the hot step. Heat is transferred mostly by the conduction for lower Ra numbers, for higher Ra numbers convection mechanism becomes dominant. When the heat generating body is at the centre of enclosure, heat transfer rate and EG (Entropy Generation) have their maximum values.