بهینه سازی سطوح دارای انحنا در جریان جابجایی آزاد آب مایع با روش انتروپی تولید شده

در این پژوهش کیفیت و مقدار انتقال گرما از روی سطوح عمودی گرم که دارای قسمتهای منحنی شکل می باشد، در شرای جابجایی آزاد بررسی شده است. سیال کاری انتخاب شده آب در فاز مایع می باشد. انتخاب فاز مایع به این دلیل می باشد که قدرت مایعات در انتقال گرمای جابجایی آزاد نسبت به فاز گازی بیشتر می باشد.آب در دمای 033 کلوین در تماس با دیواره ی گرم با دمای 033 کلوین می باشد. انحناهای اعمال شده به دیواره به صورت ترکیبی از کمانهای محدب و مقعر با زاویه ی انحنا صفر که مربوط به دیوار صاف می باشد تا 04 درجه که بیانگر نیم دایره است تغییر کرده است.با کمک از زبان برنامه نویسی فرترن معادلات حاکمه که شامل معادله بقا جرم ، اندازه حرکت و انرژی که به صورت دوبعدی و پایا می باشندبه روش جداسازی تفاضل محدود گسسته و با تکرار حل شده اند. نمودارهای اعداد ناسلت، بیژن و نرخ انتقال گرما برای چیدمانهای مختلف رسم و تحلیل شده اند. برای یافتن بهترین شرای انتقال گرما، از روش بهینه سازی کاستن انتروپی تولید شده در میدان جریان استفاده شده است. این روش بهینه سازی کمک کرده است تا مناسب ترین زاویه ی انحنا و چیدمان کمانها انتخاب شود. به دلیل ماهیت مکانیزم انتقال گرمای جابجایی آزاد، در بیشترین موارد حل شدهعدد بیژن به یک نزدیک می باشد. نتایج نشان می دهد که اگر از ناهمواریهای محدب شکل استفاده شود، عدد ناسلت تا حدود 0.4 برابر شرای دیوار صاف افزایش پیدا می کند.

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت جابجایی آزاد ، عدد بیژن ، دینامیک سیالات محاسباتی ، بهینه سازی ، روش به حداقل رساندن آنتروپی.