Geração de entropia associada à convecção natural dentro de uma cavidade porosa triangular contendo domínios frios equidistantes

Este estudo investiga a análise computacional do fluxo de ar de convecção natural, incompressível e estacionário em uma cavidade triangular equilátera 2D com dois cilindros circulares frios estacionários. Os fenômenos convectivos dentro da cavidade foram observados sob a variação da porosidade uniforme. O fluxo convectivo foi modelado usando as formulações de Darcy-Brinkman para meio poroso incorporadas com a aproximação de Boussinesq. As equações governantes foram simuladas usando o método dos elementos finitos com malha triangular não uniforme. A investigação foi realizada com um número de Prandtl fixo, Pr = 0,71, e diferentes porosidades variando o número de Darcy, Da = 10 –5 a 10 –2. A intensidade convectiva foi variada com o número de Rayleigh, Ra = 10 3 a 10 6, e o comprimento do segmento aquecido e frio, ε = 0,1 a 0,9. Resultados sobre o fluxo de fluido e a distribuição de temperatura são visualizados por meio de linhas de corrente e isotermas. A quantidade e a qualidade da transferência de calor (HT) foram investigadas, respectivamente, pelo número de Nusselt (Nu) e pela geração de entropia (E gen). Os resultados revelam que um aumento no comprimento da parede quente (ε) reduz significativamente a HT. Além disso, E gen aumenta com o comprimento dos segmentos ativos (ε), enquanto o número de Bejan (Be) aumenta consistentemente quando o número de Darcy-Rayleigh (Da-Ra) aumenta, ou seja, Da-Ra ≥ 10 2. A taxa máxima de HT foi obtida dentro da faixa de Da = 10 –5 a 10 –3 para um valor constante de ε. Além disso, a HT máxima foi obtida para o menor valor de ε para qualquer valor de Da ou Ra.