بررسی تولید انتروپی در یک دیسک دوار در جریان هیدرو دینامیک مغناطیسی دو بعدی

در این پژوهش، آنالیز قانون دوم ترمودینامیک بر روی دیسک دوار در حضور میدان مغناطیسی عمودی یکنواخت در شرایط و فرضیات مختلف مورد بررسی قرار گرفته شده است. محاسبه ی راندمان سیستمهای حرارتی معمولاً با استفاده از تحلیل قانون اول ترمودینامیک انجام می شود، درحالی که تحلیل با استفاده از قانون دوم ترمودینامیک بر پایه تولید انتروپی، بسیار قابل اعتمادتر از محاسبات مبتنی بر قانون اول ترمودینامیک می باشد. انتقال حرارت در یک اختلاف دمای محدود، جریان سیال همراه با اصطکاک و وجود میدانهای مغناطیسی در جریان سیال به عنوان سه منبع اساسی تولید انتروپی شناخته می شوند که در این پژوهش به تفصیل مورد مطالعه قرار گرفته شده است. وجود اثرات سورت و دوفور، جریان نانوسیال، شرایط مرزی سرعت لغزشی و پرش دمایی و جریان تابع زمان بر روی دیسکهای دوار متخلخل و گسترش یافته فرضیاتی است که در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات دیفرانسیل تبدیل یافته تحت شرایط مرزی متناسب، با استفاده از روش حل عددی رانج-کوتای مرتبه چهار و به کمک تکنیک پرتابی حل شده اند. همچنین، مقایسه ای بین نتایج به دست آمده در این پژوهش و حل سایر مراجع صورت پذیرفته است که نشان دهنده ی تطابق خوبی بین نتایج می باشد. تاثیرات پارامترهای فیزیکی مختلف بر روی منحنیهای سرعت جریان در جهات شعاعی، مماسی و محوری و همچنین توزیع دما و غلظت مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه، معادلات تولید انتروپی به صورت تابعی از گرادیانهای سرعت و دما متناسب با هر مسئله ی خاص، استخراج گردید. به منظور دستیابی به هدف اصلی قانون دوم ترمودینامیک که حداقل کردن انتروپی تولید شده می باشد، اثرات پارامترهای فیزیکی مختلف بر روی عدد تولید انتروپی متوسط مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده می شود که افزایش عدد رینولدز، عدد نادسن، پارامتر کسر حجمی نانوذره و یا کاهش پارامتر اثر متقابل مغناطیسی، پارامتر کشیدگی، پارامتر مکش، پارامتر ناپایایی، عدد پرانتل و عدد اشمیت منجر به کاهش تولید انتروپی متوسط خواهد شد.