Энтропийный анализ конвективного течения пленки степенной жидкости, содержащей наночастицы, вдоль наклонной пластины
Б. Васу1, Р. С. Р. Горла2, П. В. С. Н. Мурти3, Бег О. Анвар4
1Motilal Nehru National Institute of Technology Allahabad, Аллахабад, Индия
bvasu@mnnit.ac.in
2Кливлендский государственный университет, Кливленд, США
r.gorla@csuohio.edu
3Индийский технологический институт, Харагпур, Индия
pvsnm@maths.iitkgp.ernet.in
4Салфордский университет, Салфорд, Великобритания
O.A.Beg@salford.ac.uk
Ключевые слова: анализ энтропии, течение пленки, наножидкость, свободная конвекция, степенной реологический закон, термофорез, entropy analysis, film flow, nanofluid, free convection, power-law model, thermophoresis
Страницы: 53-71
Аннотация
Исследуется производство энтропии в двумерном установившемся ламинарном конвективном течении тонкой пленки неньютоновской наножидкости (степенной жидкости Оствальда - де Вела, содержащей наночастицы) вдоль наклонной пластины. Используется модифицированная модель Буонджорно, в которой учитываются наномасштабные эффекты, в том числе броуновское движение и термофорез. Концентрация наночастиц на границе в этой модели контролируется пассивным образом. При формулировке задачи используются конвективные краевые условия. Результирующая нелинейная система уравнений решается методом локальной неавтомодельности. Проводится сравнение полученных результатов численных расчетов с ранее опубликованными. Установлено, что производство энтропии, обусловленное трением в жидкости, уменьшается с увеличением показателя степени в степенном реологическом законе. Наличие броуновского движения наночастиц приводит к усилению конвекции тепла вследствие усиления микроконвекции тепла в окрестности наночастиц. Чем больше конвективный параметр, тем сильнее нагревается пластина и тем больше градиент температуры. С увеличением параметра термофореза концентрация наночастиц уменьшается вблизи пластины и увеличивается вдали от нее. Производство энтропии уменьшается с увеличением параметра термофореза в пограничном слое.
DOI: 10.15372/PMTF20190506 |
