热隔离并联通道中流动分配不均的熵理解
流体动力学
2023-10-26 v1
摘要
受热并联通道系统中的流动广泛存在于诸多应用中。经历多相流的此类系统其性能可能遭受流动不均或分配不均的有害影响。由于多相流固有的非线性和难以确定若干可能流动分布中的实际流动，对此类系统建模颇具挑战。本研究通过分析此类系统中的熵产来应对该挑战。利用两条热隔离、名义相同且外部加热的并联通道上的实验，我们通过评估熵产率量化所得多相流中的不可逆性。实验揭示某些流动条件导致通道间严重分配不均（流量比 > 10），并伴随熵产的急剧上升。这种增长在并联通道均匀流动分布下不会被预测到，使得分配不均流动相比均分流动成为热力学 favored 状态。我们将此理解也推广至非相同并联通道。由于熵分析在质量、动量与能量守恒基本方程之外提供了额外洞察，该方法在预测与控制并联通道系统流动分布中颇具价值。
引用
@article{arxiv.2310.16561,
title = {An entropic understanding of flow maldistribution in thermally isolated parallel channels},
author = {Toochukwu Aka and Shankar Narayan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.16561},
year = {2023}
}