Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical investigation and sensitivity analysis of entropy generation of Al2O3/H2O nanofluid in turbulent regime using response surface methodology

Fadodun Olatomide G., Olokuntoye Bolanle A., Salau Ayodeji O., Amosun Adebimpe A.

Archives of Thermodynamics

|

2020

|

Vol. 41, no 2

119--146

EN

This work investigates the effect of Reynolds number, nanoparticle volume ratio, nanoparticle size and entrance temperature on the rate of entropy generation in Al2O3 /H2O nanofluid flowing through a pipe in the turbulent regime. The Reynolds average Navier-Stokes and energy equations were solved using the standard k-ε turbulent model and the central composite method was used for the design of experiment. Based on the number of variables and levels, the condition of 30 runs was defined and 30 simulations were run. The result of the regression model obtained showed that all the input variables and some interaction between the variables are statistically significant to the entropy production. Furthermore, the sensitivity analysis result shows that the Reynolds number, the nanoparticle volume ratio and the entrance temperature have negative sensitivity while the nanoparticle size has positive sensitivity.

2

Entropy Production in the Stationary Eutectic Growth

Wołczyński W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 1

403--416

EN

The entropy production per unit time is calculated for the regular lamellae -, and for the regular rods formation, respectively. The entropy production is a function of some parameters which define the eutectic phase diagram, coefficient of the diffusion in the liquid, and some capillary parameters connected with the mechanical equilibrium located at the triple point of the solid/liquid interface. Minimization of the entropy production allowed to formulate mathematically the so-called Growth Law for both envisaged eutectic morphologies.

3

The highest entropy production during diffusion

Serafin Daria, Wierzba Bartek

Computer Methods in Materials Science

|

2018

|

Vol. 18, No. 1

11--17

EN

In the present paper, the theory of the highest entropy production is discussed. It allows to predict, which phases will grow during the multiphase ternary interdiffusion process. Moreover, the theory says, that phase with the highest entropy production value will nucleate as first in the reaction zone. To verify the theory the mathematical formula for calculating the entropy production was formulated. The formula bases on the generalized Darken method. Two diffusion couples: pure titanium with high purity copper-nickel alloys with different initial composition: Ni10Cu90-Ti and Ni90Cu10-Ti (at at.%) were annealed to obtain the thermodynamic and kinetic data. The integral diffusion coefficients for each component in each phase were determined using Wagners method. The reaction zones in ternary system have been analyzed: the microstructure was observed and chemical compositions were measured. Based on obtained results the entropy production was calculated. It can be expected, that the theory of the highest entropy production can be applied in determining a proper diffusion path in multicomponent, multiphase system.

4

Ewolucja strefy dwufazowej podczas dyfuzji wzajemnej w stopach potrójnych

Tkacz-Śmiech K., Wierzba B., Nowotnik A., Danielewski M.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

907--910

PL

W pracy zaproponowano metodę umożliwiającą symulację wzrostu dwufazowej warstwy podczas procesu dyfuzji wzajemnej w układzie potrójnym. Przedstawiony został model transportu masy w ciele stałym uwzględniający, zgodnie z metodą Darkena, dryft materiału i dyfuzję poszczególnych składników. Obecność faz współistniejących w obszarze dwufazowym opisano przez wprowadzenie parametru uporządkowania równego objętościowemu udziałowi wybranej fazy. Przedstawiona metoda pozwala obliczyć profile stężeń pierwiastków oraz wyznaczyć ścieżkę dyfuzji. Ponadto metoda umożliwia wyznaczenie przestrzennego rozkładu szybkości produkcji entropii. W pracy pokazano, że lokalne maksima szybkości produkcji entropii określają położenie i szerokość dwufazowej strefy tworzonej w dyfuzji. Wraz z wydłużeniem czasu procesu maksima te zmieniają położenie, co oznacza zmianę grubości warstwy dwufazowej. Jednocześnie wartości maksimów szybkości produkcji entropii maleją, co należy wiązać ze zmniejszeniem siły napędowej procesu. Zastosowanie modelu i przykładowe wyniki zostały przedstawione dla modelowego, potrójnego układu A-B-C, dla którego symulowano ewolucję strefy dyfuzyjnej. Przykładowe obliczenia wykonano również dla rzeczywistego układu Ni-Cr-Al, dla którego analizowano tworzenie strefy dwufazowej w procesie aluminiowania stopu MAR-M200 + Hf. Uzyskane wyniki porównano z danymi eksperymentalnymi. Wyniki potwierdzają, że produkcja entropii i szybkość produkcji entropii, które są jednymi z podstawowych pojęć termodynamiki procesów nieodwracalnych i układów nierównowagowych, stanowią użyteczne narzędzie w opisie dyfuzji w procesach o kluczowym znaczeniu dla technologii materiałów, w których ma miejsce dyfuzja wzajemna składników.

EN

An objective of this paper is to predict the formation of two-phase zone during interdiffusion in a ternary diffusion couple. A respective model is formulated within bi-velocity method, including diffusion and drift fluxes. It allows calculating the evolution of the concentration profiles, diffusion path and phase volume fractions in the diffusion zone. Basing on the fundamental equations, the local entropy production during the diffusion process can be also calculated. It is shown that the maxims of the spatial distribution of the local entropy production rate correspond to the intersections between the diffusion path and the phase boundaries. Consequently, the location and thickness of the two-phase zone can be determined from the positions of these maxims. They move with time which agrees with the changes of the thickness of the two phase layer during processing. As the system reaches equilibrium, the maxims vanish. Such result confirms that entropy production and entropy production rate, which present a key concept of nonequilibrium thermodynamics, are useful tools in forseeing the evolution of the systems during interdiffusion in multicomponent multiphase systems. The potential application of the model to simulate the kinetics of the interdiffusion is illustrated for the arbitrary ternary diffusion couple. The calculations have been also made for a real Ni-Cr-Al system. The results are compared with experimental data from aluminization of MARM200 + Hf alloy.

5

Derivation of the normality rule for time-dependent deformation using the principle of maximal rate of entropy production

Santaoja K.

Archives of Mechanics

|

2003

|

Vol. 55, nr 5-6

501-518

EN

Derivation of the normality rule for time-dependent deformation by the principle of the maximal rate of entropy production was carried out. The derivation was made within the framework of thermomechanics with internal variables. Since Ziegler did not cast his principle into an exact mathematical framework, it was done here. A condition for the multiplier in the normality rule (c.f. plasticity multiplier) was derived. If the condition gives a constant value for the multiplier, the specific (complementary) dissipation function was shown to be a homogeneous function. In the case where the value of the multiplier depends on the state variables, the dissipation potential is a non-homogeneous function.