Энтропийный анализ конвективного течения пленки степенной жидкости, содержащей наночастицы, вдольнаклонной пластины

摘要

Исследуется производство энтропии в двумерном установившемся ламинарном конвективном течении тонкой пленки неньютоновской наножидкости (степенной жидкости Оствальда - де Вела, содержащей наночастицы) вдоль наклонной пластины. Используется модифицированная модель Буонджорно, в которой учитываются наномасштабные эффекты, в том числе броуновское движение и термофорез. Концентрация наночастиц на границе в этой модели контролируется пассивным образом. При формулировке задачи используются конвективные краевые условия. Результирующая нелинейная система уравнений решается методом локальной неавтомодельности. Проводится сравнение полученных результатов численных расчетов с ранее опубликованными. Установлено, что производство энтропии, обусловленное трением в жидкости, уменьшается с увеличением показателя степени в степенном реологическом законе. Наличие броуновского движения наночастиц приводит к усилению конвекции тепла вследствие усиления микроконвекции тепла в окрестности наночастиц. Чем больше конвективный параметр, тем сильнее нагревается пластина и тем больше градиент температуры. C увеличением параметра термофореза концентрация наночастиц уменьшается вблизи пластины и увеличивается вдали от нее. Производство энтропии уменьшается с увеличением параметра термофореза в пограничном слое.