Análisis de Exergía e Irreversibilidad en un Canal Rectangular Poroso Térmico en No Equilibrio
Autores: Yessad, Billel; Medelfef, Abdessamed; Arabi, Abderraouf; Souidi, Ferhat
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis de Exergía e Irreversibilidad en un Canal Rectangular Poroso Térmico en No Equilibrio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Papel
Convección forzada laminar
Canal rectangular
Gas térmico no equilibrado
Medio poroso
Generación de entropía
Irreversibilidad
Exergía
Ecuaciones de conservación
Momento
Masa
Energía
Método de volúmenes finitos
Número de Reynolds
Número de Darcy
Número de Biot
Relación de Gouy-Stodola
Equilibrio térmico
Dos fases
Gradientes de velocidad
Intensidad de no equilibrio térmico
LNTE
Crítico.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Este artículo trata sobre la convección forzada laminar en un canal rectangular a través de un medio poroso saturado de gas térmicamente no equilibrado. Se investigan cuidadosamente los aspectos termodinámicos de este flujo, incluyendo la tasa de generación de entropía, la irreversibilidad y la exergía. Las ecuaciones de conservación de momento, masa y energía se resuelven numéricamente utilizando el método de volúmenes finitos. Se presentan los efectos del número de Reynolds Re (que varía de 100 a 2000), el número de Darcy Da (de 10-6 a 10-1) y el número de Biot Bi (de 10-3 a 103) sobre la generación de entropía, la exergía y la irreversibilidad, para lo cual se emplea la relación de Gouy-Stodola. Los resultados revelan que a bajos Re y altos Bi, se logra el equilibrio térmico entre las dos fases, lo que conduce a una reducción en la generación de entropía y, en consecuencia, a una menor destrucción de exergía. Sin embargo, en el límite de altos Re y bajo Da, la irreversibilidad es significativa debido a grandes gradientes de velocidad, lo que lleva a una mayor destrucción de exergía. Además, se observó que la intensidad de no equilibrio térmico (LNTE) influye significativamente en la generación de entropía, lo que conduce a una destrucción crítica de exergía.
Descripción
Este artículo trata sobre la convección forzada laminar en un canal rectangular a través de un medio poroso saturado de gas térmicamente no equilibrado. Se investigan cuidadosamente los aspectos termodinámicos de este flujo, incluyendo la tasa de generación de entropía, la irreversibilidad y la exergía. Las ecuaciones de conservación de momento, masa y energía se resuelven numéricamente utilizando el método de volúmenes finitos. Se presentan los efectos del número de Reynolds Re (que varía de 100 a 2000), el número de Darcy Da (de 10-6 a 10-1) y el número de Biot Bi (de 10-3 a 103) sobre la generación de entropía, la exergía y la irreversibilidad, para lo cual se emplea la relación de Gouy-Stodola. Los resultados revelan que a bajos Re y altos Bi, se logra el equilibrio térmico entre las dos fases, lo que conduce a una reducción en la generación de entropía y, en consecuencia, a una menor destrucción de exergía. Sin embargo, en el límite de altos Re y bajo Da, la irreversibilidad es significativa debido a grandes gradientes de velocidad, lo que lleva a una mayor destrucción de exergía. Además, se observó que la intensidad de no equilibrio térmico (LNTE) influye significativamente en la generación de entropía, lo que conduce a una destrucción crítica de exergía.