Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Thermodynamic analysis of radiating nanofluids mixed convection within concentric pipes filled with a porous medium

Makinde Oluwole Daniel, Mabood Fazle, Khan Waqar Ahmed, Makinde Anuoluwa Esther

Engineering Transactions

|

2023

|

Vol. 71, iss. 3

419--438

EN

In this study, the entropy generation resulting from heat and mass transfer of waterbased nanofluid through an annulus within two concentric vertical pipes filled with a porous medium is investigated. This study considers the effects of thermal radiation, viscous dissipation, thermal buoyancy, and axial pressure gradient in addition to heat and mass transfer. Brownian motion and thermophoresis have been introduced through the Buongiorno model. The similarity solution was used to solve nonlinear ordinary differential equations. The RungeKutta-Fehlberg method is used to solve these equations with the related boundary conditions. The effects of pertinent parameters such as pressure gradient, thermal radiation, viscosity parameter, thermophoretic parameter, Brownian motion parameter, and Eckert number are investigated numerically. This study found that the Bejan number increases as the viscosity parameter increases and decreases as the other active parameters increase. As the radiation parameter, thermophoretic parameter, Brownian parameter, and Eckert number increase, the Nusselt number decreases. The total entropy generation rate is found to increase with the fluid viscosity rate, Grashof number, thermal Biot number, and variable pressure gradient. However, the Bejan number is found to decrease with these parameters, as well as the Prandtl number.

2

Identification of constant and stable main transition velocity in bubble column reactors

Nedeltchev Stoyan

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk

|

2020

|

nr 24

9--27

EN

This work presents new results about the reliable identification of the main transition velocity Utrans-1 in different bubble columns (0.1 – 0.46 m in inner diameter) equipped with several perforated plate gas distributors. Two different gas-liquid systems (air-water and air-therminol LT) have been used. The most important finding in this work is that Utrans-1 (end of the homogeneous regime) occurs at 0.04 m·s-1 irrespective of the operating conditions studied. For the Utrans-1 identification, the following parameters have been used: Kolmogorov and reconstruction entropies, degree of randomness and information entropy.

PL

W pracy przedstawiono nowe wyniki dotyczące wiarygodnej identyfikacji głównej prędkości przejścia Utrans-1 w różnych kolumnach barbotażowych (o średnicy wewnętrznej 0,1 - 0,46 m) wyposażonych w kilka dystrybutorów gazu typu płyta perforowana. Zastosowano dwa różne układy gaz-ciecz (powietrzewoda i powietrze-therminol LT). Najważniejszym odkryciem w tej pracy jest to, że Utrans-1 (koniec reżimu przepływu homogenicznego) występuje dla prędkości 0,04 m·s-1 niezależnie od badanych warunków pracy. Do identyfikacji Utrans-1 wykorzystano następujące parametry: entropię Kołmogorowa, entropię rekonstrukcyjną, stopień losowości oraz entropię informacji.

3

Thermodynamics analysis of an MHD casson fluid flow through a rotating permeable channel with slip and hall effects

Eegunjobi Adetayo Samuel, Makinde Oluwole Daniel

Engineering Transactions

|

2020

|

Vol. 68, iss. 3

239--252

EN

In this paper, the inherent irreversibility in a Casson fluid flow through a rotating permeable microchannel with wall slip and Hall current is investigated. It is assumed that the lower wall is subjected to the velocity slip and fluid injection while the fluid suction occurs at the upper wall. The nonlinear governing equations of momentum and energy balance are obtained, analyzed and solved numerically using the shooting technique together with the Runge-Kutta-Fehlberg integration method. Pertinent results depicting the effects of various embedded thermophysical parameters on the fluid velocity, temperature, skin friction, the Nusselt number, entropy generation rate and the Bejan number are presented graphically and discussed. It is found that the entropy generation rate is enhanced by fluid rotation and velocity slip but lessened with a rise magnetic field intensity. Our results will undoubtedly augment the design and efficient operation of micro-cooling devices, micro-heat exchangers, micropumps and micro-mixing technologies.

4

Second Law Analysis of Flow, Heat and Mass Transfer Past a Nonlinearly Stretching Permeable Wedge with Temperature Jump and Chemical Reaction

Dalir M.

Archive of Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. LXIII, nr 4

565--587

EN

Second law analysis (entropy generation) for the steady two-dimensional laminar forced convection flow, heat and mass transfer of an incompressible viscous fluid past a nonlinearly stretching porous (permeable) wedge is numerically studied. The effects of viscous dissipation, temperature jump, and first-order chemical reaction on the flow over the wedge are also considered. The governing boundary layer equations for mass, momentum, energy and concentration are transformed using suitable similarity transformations to three nonlinear ordinary differential equations (ODEs). Then, the ODEs are solved by using a Keller’s box algorithm. The effects of various controlling parameters such as wedge angle parameter, velocity ratio parameter, suction/injection parameter, Prandtl number, Eckert number, temperature jump parameter, Schmidt number, and reaction rate parameter on dimensionless velocity, temperature, concentration, entropy generation number, and Bejan number are shown in graphs and analyzed. The results reveal that the entropy generation number increases with the increase of wedge angle parameter, while it decreases with the increase of velocity ratio parameter. Also, in order to validate the obtained numerical results of the present work, comparisons are made with the available results in the literature as special cases, and the results are found to be in a very good agreement.

PL

W pracy przedstawiono analizę numeryczną procesu produkcji entropi oraz transportu ciepła i masy w stacjonarnym, dwuwymiarowym przepływie konwekcyjnym cieczy lekkiej wzdłuż porowatego klina o nieliniowo zmiennym kącie rozwarcia. W analizie rozważono efekty związane z dyssypacją lepkościową, skokiem temperatury reakcjami chemicznymi pierwszego rzędu. Równania różniczkowe opisujące transport masy, pędu, energii i stężeń reagentów w warstwie przyściennej zostały przekształcone za pomoc˛a odpowiednich transformacji do układu trzech równań różniczkowych zwyczajnych. Trzymany układ został rozwiązany numerycznie za pomocą algorytmu typu box zaproponowanego przez Kellera. W pracy zbadano i przedstawiono w formie graficznej wpływ parametrów takich, jak kąt rozwarcia klina, intensywność transpiracji przez ścianę klina, liczby Prandtla, Eckerta i Schmidta, wielkość skoku temperatury i szybkość reakcji chemicznych na pola prędkości, temperatury i stężenia reagentów, produkcję entropii i liczbę Bejana. Otrzymane wyniki pokazują, że współczynnik produkcji entropii rośnie wraz z powiększaniem kąta klina i maleje wraz powiększaniem stosunku prędkości. W celu walidacji otrzymanych rezultatów, porównano je z wynikami innych dostępnych w literaturze badań i stwierdzono bardzo dobrą zgodność.

5

Analiza termodynamiczna ultra-nadkrytycznego bloku węglowego z turbiną pomocniczą

Stępczyńska-Drygas K., Dykas S.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2014

|

z. 86 [290], nr 1

79--86

PL

Konieczność zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych oraz poprawy ekonomiki wytwarzania energii elektrycznej spowodowały znaczny postęp w dziedzinie bloków węglowych. Nowe perspektywy otwiera generacja bloków na zaawansowane parametry ultra-nadkrytyczne pary o temperaturze 700°C/720°C. Znaczne zwiększenie temperatury pary, zwłaszcza wtórnie przegranej, pogłębia problem różnicy temperatur w podgrzewaczach regeneracyjnych zarówno wysoko jak i niskoprężnych, co skutkuje wzrostem strumieni generowanej entropii oraz problemami materiałowymi. Rozwiązaniem może być wprowadzenie do obiegu dodatkowej upustowo-przeciwprężnej turbiny pomocniczej. Obieg turbiny pomocniczej jest prostym obiegiem bez przegrzewu wtórnego. Skutkuje to tym, że ma on niższą sprawność w porównaniu do obiegu głównego. Zmniejsza się zysk z zastosowania przegrzewu międzystopniowego, gdyż znaczny strumień pary, który jest kierowany do turbiny pomocniczej nie zostaje przegrzany ponownie. Zysk wynikający z minimalizacji generacji entropii w podgrzewaczach regeneracyjnych powinien zatem zrekompensować straty wynikające ze znacznego zmniejszenia strumienia przegrzewanej pary. W artykule przedstawiono analizę termodynamiczną obiegu prostego oraz koncepcyjnego bloku węglowego na zaawansowane ultra-nadkrytyczne parametry pary o mocy 900 MW z upustowo-przeciwprężną turbiną pomocniczą.

EN

The necessity of the reduction of greenhouse gases emissions and improving the economics of electricity generation resulted in significant progress in the development of the coal-fired power plants. New perspectives gives the generation of power plants for advanced ultra-supercritical (A-USC) steam parameters of temperature of 700°C/720°C. A significant increase of the steam temperature, especially reheated, increases the problem of the temperature differences in the high and low-pressure feed water heaters. This results in the increase of generated entropy and material problems. The solution can be introducing into the steam cycle an auxiliary extraction-backpressure turbine (AT). The AT cycle is a simple cycle without steam reheating. As the result it has lower efficiency in comparison with the main cycle. The use of the AT leads to the reduction of profit resulting from the reheating of steam, because the mass flow of steam transmitted to the boiler reheater is reduced. The benefit resulting from the decrease of the entropy generation in the feed water heaters should then exceed the loss related with the reduction of the steam mass flow, which is reheated in the boiler. In the paper the thermodynamic analysis of the simple cycle and the conceptual 900 MW power plant with the auxiliary extraction-backpressure turbine is presented.

6

The Application Of The Entropy Analysis For The Evaluation Of The Performance Of The Processes Within The Waste Energy Recovery Systems In Marine Diesel Power Plants

Michalski R.

Journal of Polish CIMAC

|

2009

|

Vol. 4, no 1

97-104

EN

The paper presents a proposal of the application of the entropy analysis for the theoretical research of the processes occurring during the thermodynamic transformations taking place in the waste energy recovery systems in marine Diesel power plants. In view of the low exergy of waste energy carriers in these systems it becomes significant to make a proper selection of parameters in the individual points characterising the thermodynamic transformations of the working media. The method as presented herein consists an adaptation of the methods applied in the arrangements of shore power plants to the needs of the marine power plants. This article presents basic relations allowing to determine increments in entropy in the heating steam generation system, as well as the other basic elements forming the waste energy recovery systems in marine power plants. They constitute the basis to evaluate the performance of the individual processes and to disclose the places of occurrence of the major losses and to determine the manners to minimise same. The proposed method may contribute to the reduction of labour consumption of universally applied, traditional methods of searching the effective systems of waste energy recovery in marine Diesel power plants.