Irreversibility analysis of variable viscosity channel flow with convective cooling at the walls

摘要

This study investigates the inherent irreversibility in the flow of a variable (temperature-dependent) viscosity fluid through a channel with parallel plates. The channel is narrow so that the lubrication approximation may be applied, and the temperature-dependent nature of viscosity is assumed to follow an exponential model. The system is assumed to exchange heat with the ambient surroundings following Newton's cooling law. Using a perturbation method coupled with a special type of Hermite-Padé approximation technique, the simplified governing nonlinear equations are solved and the important properties of overall flow structure, including velocity field, temperature field, and thermal criticality conditions are derived, which essentially expedite obtaining expressions for volumetric entropy generation numbers, irreversibility distribution ratio, and the Bejan number in the flow field. PACS Nos.: 44.10.+a, 47.11.-j, 47.15.gmnnNous étudions l'irréversibilité dans l'écoulement d'un fluide de viscosité variable (dépendance en température) dans un canal à murs parallèles. Le canal est étroit, de telle sorte qu'on peut utiliser l'approximation de lubrification et la dépendance en température de la viscosité est supposée exponentielle. Nous posons que l'échange de chaleur du fluide avec son environnement suit la loi de refroidissement de Newton. Utilisant une méthode perturbative couplée à une technique approximative de type Hermite-Padé, nous solutionnons les équations non-linéaires ainsi simplifiées et en obtenons les caractéristiques importantes de l'écoulement, incluant le champ de vitesse, le champ de température et les conditions de criticalité thermique qui donnent accès aux expressions pour l'entropie volumétrique le rapport de distribution d'irréversibilité et le nombre de Bejan. [Traduit par la Rédaction]