Análise de desempenho térmico do fluxo convectivo MHD orientado e produção de entropia de nanofluídos híbridos em uma cavidade induzida por semicirculos em diferentes razões de raio

Resumo O presente estudo aborda numericamente os impactos do campo magnético no fluxo de convecção natural e na geração de entropia em uma cavidade quadrada preenchida com um nanoflúido híbrido e induzida por dois semicirculos aquecidos isotermicamente nas paredes inferior e esquerda da cavidade. A cavidade é preenchida com nanoflúido híbrido (óxido de titânio/prata-água) e orientada sob diferentes ângulos de inclinação com o campo magnético aplicado. As simulações neste estudo foram executadas por meio de um código feito em casa escrito na linguagem de programção FORTRAN. A metodologia numérica considerada para resolver as equações acopladas de continuidade, momento, energia e equações de geração de entropia com as condições de contorno associadas é o método de volume finito e a aceleração multigrid completa. Vários parâmetros de acorda são considerados neste estudo, a saber, o ângulo de inclinação da cavidade (α), a inclinação do campo magnético (γ), o número de Hartmann (Ha), o número de Rayleigh (Ra), a fração volumétrica do nanoflúido híbrido (ϕ) e a razão dos raios dos semicirculos internos (β). As principais conclusões resultantes do impacto desses parâmetros nas características do fluxo de fluido e transferência de calor revelam que a transferência de calor e a geração de entropia são uma função decrescente do parâmetro de Hartmann. Além disso, a geração total de entropia é intensificada em 85,23% de Ra = 10³ para Ra = 10⁶ para Ha = 10, em 85,818% para Ha = 50 e 83,813% para Ha = 100. Além disso, a magnitude do fluxo é encontrada diminuindo com o aumento da razão de raios β dos semicirculos. Também foi encontrado que as taxas ótimas de transferência de calor deduzidas da variação do número de Nusselt médio versus Ra para diferentes frações volumétricas das nanopartículas híbridas são obtidas para os valores extremos dos parâmetros pertinentes (β = 1, ϕ = 8%, Ra = 10⁶). Portanto, o presente trabalho oferece uma ferramenta útil e um estudo paramétrico para a comunidade de pesquisa e engenheiros sobre o projeto e otimização de sistemas de gerenciamento térmico usados em uma variedade de aplicações industriais, como trocadores de calor, reatores nucleares e sistemas de energia.