تحلیل ترمودینامیکی پیشرفته اندرکنش های بین فازی در جریان های دو فازی و چندفازی با تمرکز بر تبدیل انرژی و تولید آنتروپی

در این پژوهش، یک چارچوب عددی پیشرفته برای تحلیل ترمودینامیکی اندرکنش های بین فازی در جریان های دو فازی و چندفازی ارائه شده است. هدف از این مطالعه، بررسی مکانیزم های انتقال حرارت و مومنتوم بین فازهای مایع و گاز و تعیین نقش آن ها در تولید آنتروپی و بازده تبدیل انرژی است. معادلات موازنه جرم، مومنتوم و انرژی با استفاده از روش تفاضل محدود صریح حل شده و شرایط مرزی پیوستگی دما و شار حرارتی در سطح بین فاز اعمال گردید. نتایج عددی نشان داد که بیشترین گرادیان های دما و سرعت در ناحیه بین فاز رخ می دهد و سهم آنتروپی رسانشی در نواحی گرم تر غالب است، در حالی که آنتروپی ویسکوزی در نزدیکی دیواره ها افزایش می یابد. تحلیل پارامتری نشان داد که افزایش عدد رینولدز منجر به رشد آنتروپی ویسکوزی، افزایش رسانندگی حرارتی موجب کاهش آنتروپی کل و افزایش اختلاف دمای بین فازها باعث افزایش نمایی تولید آنتروپی می شود. بر اساس قانون دوم ترمودینامیک، بازده انرژی سیستم در شرایط بهینه حدود ۰٫۸۸ به دست آمد. نتایج این پژوهش می تواند در بهینه سازی طراحی مبدل های حرارتی، سیستم های خنک کننده و فرآیندهای چندفازی صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

ترمودینامیک پیشرفته ، جریان دو فازی ، تولید آنتروپی ، اندرکنش بین فازی ، تحلیل عددی