مطالعه عددی تولید آنتروپی در جریان همرفت اجباری نانوسیال غیرنیوتنی در یک مبادله‌‌کن گرمایی دولوله‌ای پیچ خورده

هدف از این مطالعه، بررسی عددی جنبه‌های مختلف موثر بر تولید انواع آنتروپی در یک مبدل گرمایی دولوله‌ای پیچ‌خورده است. در لوله داخلی، ترکیبی از نانوذرات اکسید مس (cuo) درون سیال پایه (ترکیب 0.5 درصد وزنی کربوکسی متیل سلولز و آب) به عنوان نانوسیال غیرنیوتنی مورد استفاده قرار گرفت. در فضای بین دو لوله، آب در جهت مخالف و با عدد رینولدز (re) 1000 جاری شد. تاثیر غلظت نانوذرات (φ)، عدد رینولدز نانوسیال و گام پیچش بر روی نتایج بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش re از 500 تا 2000 برای نانوسیال، آنتروپی گرمایی و اصطکاکی را افزایش می‌دهد. همچنین، افزایش غلظت نانوذرات از 0 تا 3% موجب کاهش هردو نوع آنتروپی گردید. در 2000=re، افزایش φ از 0 تا 3% موجب کاهش 9.2%، 15.3% و 11.8% به ترتیب برای آنتروپی‌های گرمایی، اصطکاکی و کل شد. علاوه‌بر این، افزایش گام پیچش موجب افزایش آن‌ها بخصوص برای آنتروپی گرمایی بود. همچنین، دیده شد که برای تمامی مقادیر φ، عدد بجان هم‌زمان با افزایش re افزایش می‌یابد و در re ثابت، افزایش φ نیز موجب افزایش اندک آن می‌شود.

numerical investigation of the entropy generation of forced convection flow of a non- newtonian nanofluid inside a twisted double-pipe heat exchanger

the aim of this study is to numerically investigate various aspects influencing the entropy production in a twisted double-pipe heat exchanger. in the inner tube, a combination of copper oxide (cuo) nanoparticles in the base fluid (solution of 0.5 wt% carboxymethyl cellulose in water) was used as the non-newtonian nanofluid. in the space between the two pipes, water flowed in the opposite direction with the reynolds number (re) of 1000. the effect of nanoparticle concentration (φ), re and twist pitch on the results were investigated. the results show that increasing re from 500 to 2000 increases the thermal and frictional entropies. also, increasing φ from 0 to 3% reduced both types of entropy. at re=2000, increasing φ from 0 to 3% caused a decrease of 9.2%, 15.3% and 11.8% for thermal, frictional and total entropies, respectively. in addition, increasing the twist pitch increased them especially for thermal entropy. also, it was observed that for all the considered values of φ, the bejan number increases with increasing re, and at a constant re, increasing φ causes it to increase slightly.