Numerische Berechnung der irreversiblen Entropieproduktion in wärmeübertragenden StrukturenNumerical Calculation of the Irreversible Entropy Production in Heat Transferring Structures

Die Bewertung von wärmeübertragenden Strukturen hinsichtlich ihrer energetischen Effizienz ist wichtig für deren weitere Optimierung. In diesem Beitrag werden auf Basis der irreversiblen Entropieerzeugung zwei Strukturen bei zwei Temperaturniveaus untersucht und die Verlustanteile bedingt durch Wärmeleitung und Fluidreibung ermittelt.

Abstract

In diesem Beitrag werden zwei verschiedene additiv herstellbare Metallstrukturen hinsichtlich der Entropieproduktionszahl bewertet. Die beiden Strukturen werden bei zwei Temperaturniveaus, 200/80 °C und 700/580 °C, untersucht. Bei dem niedrigen Temperaturniveau ist bei beiden Strukturen insbesondere die Wärmeleitung innerhalb der Struktur der Haupttreiber für die Entropieproduktion. Werden die Temperaturen angehoben, so steigt die gesamte Entropieproduktionszahl stark an, wobei die Dissipation durch Fluidreibung nun die Hauptursache für die auftretenden Verluste in beiden Strukturen ist.

Abstract

Two different additively manufacturable metal structures are evaluated with regard to their entropy production number. The structures are investigated at two temperature levels: 200/80 °C and 700/580 °C. At the low temperature level, the heat conduction within the structure is the main driver for entropy production. If the temperatures are raised, the total entropy production number increases sharply, where the dissipation due to fluid friction is the main cause for the losses occurring in both structures.

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