PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI PAKSA

NOFRIANTO PASAEP2201214010

MINIMALISASI ENTROPI YANG DIBANGKITKAN PADA LAPISAN BATAS ALIRAN LAMINARsetelah kami telah memahami mekanisme gesekan dan perpindahan panas dari aliran

konvektif tertentu, kita dilengkapi untuk meminta desain termodinamika pertanyaan-berapa

banyak kerja yang bermanfaat (exergy) sedang dirusak oleh konveksi dan bagaimana

geometri harus diubah untuk meminimalkan kerusakan ini. * pertimbangkan pertanyaan ini

dalam konteks konveksi paksa di aliran lapisan batas laminar. gambar 2.14 menunjukkan

geometri dua dimensi sederhana: plat cukup tipis, q fluks kalor ?? adalah diasumsikan

seragam di kedua sisi, daMenghitung laju kerusakan energi yang berguna dalam susunan

konvektif Gambar. 2.14 analog dengan menghitung laju pembangkitan entropi dalam aliran

sekitarnyan aliran bebas sejajar dengan plat.

Gambar 2.14 Aliran laminar lapisan batas pada pelat dengan fluks panas yang seragam di kedua sisi. (Dari Ref. 40.)

Hasil mendasar dalam termodinamika adalah bahwa laju total pembangkitan entropi akibat perpindahan panas antara benda dan aliran (U∞, T∞) yang mengelilingi benda adalah [5, 40–42]

Dalam pernyataan ini, A adalah luas permukaan tubuh, T0 adalah suhu permukaan, danFD adalah gaya drag yang dialami oleh tubuh. Hal ini diasumsikan bahwa suhu perbedaan T0 - T∞ relatif kecil dibandingkan dengan T∞ temperatur absolut. Perhatikan bahwa pada Gambar. 2.14, fluks panas digambar sedemikian rupa sehingga mengarah ke fluida (misalnya, seolah-olah T0> T∞). Nilai produk q (T0 - T∞) selalu positif, terlepas dari apakah benda lebih hangat atau lebih dingin dari fluida sekitarnya.

Istilah kedua di sisi kanan persamaan. (2,144) dievaluasi dengan mencatat bahwa gaya hambat yang dialami oleh pelat tipis FD = 2LWτ 0-L. Rata-rata tegangan dinding geser dilengkapi dengan eq. (2.92), Yang menghasilkan τ 0-L = 0.664ρU2∞ Re-1/2 L. Dengan mensubstitusikan jumlah yang diestimasi dalam persamaan. (2,144), kita memperoleh

dimana q adalah total laju perpindahan panas antara pelat dan fluida, per unit panjang transversal, q = 2LQ .

Ini merambah sepanjang L ditampilkan sebagai ReL = U∞L / ν di kedua istilah pada sisi kanan persamaan. (2,145). The ireversibilitas karena perpindahan panas menurun sebagai piring dibuat lagi, sementara fluida aliran ireversibilitas meningkat. Perilaku ini berarti bahwa Sgen minimum ketika L memiliki nilai tertentu yang tidak terlalu kecil atau terlalu besar. Nilai yang diperoleh dengan memecahkan ∂Sgen / ∂ReL = 0,

di mana ReL, opt = U∞Lopt / ν. Nomor B adalah versi yang berdimensi darirasio laju perpindahan panas dibagi dengan kecepatan aliran,

Nomor B diidentifikasi di atas mengatur karakteristik pembangkitan entropipaksa konveksi dengan aliran lapisan batas laminar.

Sesuai laju minimum kerusakan exergi adalah T∞Sgen, min, di mana

Meminimalkan pembangkitan entropi dalam konfigurasi dasar lainnyaperpindahan panas konvektif eksternal dan internal ditampilkan pada referensi. 40-42.

Sekian Dan Terima Kasih