KFUPM ePrints

Numerical analysis of entropy generation in laminar viscous fluid flow between parallel plates

Al-Saifi, Nayef M. (2004) Numerical analysis of entropy generation in laminar viscous fluid flow between parallel plates. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
9Mb

Arabic Abstract

إن تزايد الانتروبيا في العمليات الصناعية يؤدي إلى نتائج سلبية ، من ضمنها التأثير على أداء بعض العمليات لاسيما إضعاف عالية الطاقة في تلك العمليات . وللحد من هذه الظاهرة ، لابد من دراسة الانتروبيا والبحث في العوامل المسببة في تزايدها . فهذا البحث يقوم بدراسة الانتروبيا لسائل صفحي يجري بين سطحين متوازيين وكلاهما معرضان لتسخين إما بتعرضهما إلى درجة حرارة ثابته أعلى من درجة السائل أو بتسليط تدفق حراري على كلا السطحين ولإيجاد منحنيات الانتروبيا في هذه الدراسة توجب حل عدة معادلات تفاضلية ، وهي معادلة حفظ الطاقة ، معادلة حفظ الكتلة ، ومعادلات العزم ومعادلة الانتروبيا مع الأخذ في الاعتبار تغير اللزوجة مع درجة الحرارة . ولقد قدم هذا البحث العديد من النتائج الجيدة المساعدة في فهم الانتروبيا وقام بدراسة بعض العوامل المؤثرة في الانتروبيا من ضمنها نوعية السائل وزيادة قيمة رقم رينولد ومن هذه النتائج ، أن زيادة قيمة رقم رينولد يؤدي إلى زيادة الانتروبيا . بالإضافة إلى ذلك لقد وجد أنه كلما زادت لزوجة السائل زاد تولد الانتروبيا ، وكما أثبتت هذه الدراسة وجود اختلاف في تزايد الانتروبيا حينما نقارن بين كون اللزوجة ثابتة أو متغيره لتغير درجة الحرارة . فهذا البحث يقدم معلومات قيمه لدراسات مستقبلية خصوصاً في دراسة التقليل من تزايد الانتروبيا .

English Abstract

Intrinsic irreversibilities associated within various process components lead to generation of entropy which destroys available energy and influences the performance of processes. In this study, entropy generation for fully developed laminar viscous flow is numerically investigated between parallel plates subjected to either constant wall temperature or constant heat flux. The governing partial differential equations representing the continuity, momentum and energy equations are solved numerically using a Chebyshev pseudospectral technique by taking into account the temperature dependence of the viscosity. The governing equations are transformed into stream function and vorticity formulations and solved by using a new technique for treating the boundary conditions of vorticity at the wall. Entropy generated from temperature and velocity fields is shown to depend upon Reynolds number, liquid type and inlet to wall temperature difference. The increase in the Reynolds number values shifts and extends the entropy generation profile downstream. The higher the liquid viscosity, the higher the entropy generation for the flowing fluid between the parallel plates. Further, the entropy generation from heat transfer effect is dominant compared to that from fluid friction effect. The study revealed that the constant viscosity assumption may yield a considerable amount of deviation in entropy generation from that of the variable viscosity case. The obtained entropy generation profiles are an initial step to the design of fluid flow between paralle plates and to minimize entropy generation.



Item Type:Thesis (Masters)
Date:January 2004
Date Type:Completion
Subjects:Chemical Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Chemical Engineering Dept
Creators:Al-Saifi, Nayef M.
Committee Advisor:Kahraman, Ramazan
Committee Members:Loughlin, Kevin F. and Sahin, Ali and Al-Mubaiyedh, Usamah A.
ID Code:10326
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 17:02
Last Modified:26 Apr 2011 08:07

Repository Staff Only: item control page