Thermodynamic analysis of stream flow hydrodynamics / William G. Gray in Journal of hydraulic research, Vol. 47 N° 4 (2009)  

Public ISBD [article]  inJournal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 403-417 Titre : Thermodynamic analysis of stream flow hydrodynamics Titre original : Analyse thermo-dynamique de l'hydodynamique d'un cours d'eau Type de document : texte imprimé Auteurs : William G. Gray, Auteur ; Mohamed Salah Ghidaoui, Auteur Article en page(s) : pp. 403-417 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Channel flow Dissipative processes Minimum entropy generation Stream thermodynamics Thermodynamically constrained averaging theory Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : The equation for entropy generation is derived directly from the conservation equations for one­dimensional channel flow. Mass, momentum, and energy equations are averaged from their microscale form to the one­dimensional forms used in channel modeling while allowing for channel curvature. The equations of classical irreversible thermodynamics are also averaged so that macroscale energy and entropy are consistently and uniquely related. These averaged equations serve as constraints on an averaged entropy inequality so that the dissipative processes are quantified and can be analyzed for cases where the rate of entropy production is minimized. Specifically, the case of uniform flow in a prismatic channel is presented; and the entropy production rate is obtained. Also, the case of gradually varied flow in a wide rectangular channel is presented and analyzed for conditions of a minimum rate of entropy production. For both these cases, the impact of a non-uniform velocity profile over the flow cross section is accounted for. L'équation de la génération d'entropie est tirée directement des équations de conservation de l'écoulement unidimensionnel en canal (1D). Les équations de la masse, de la quantité de mouvement, et de l'énergie sont moyennées à partir de leur micro-échelle pour obtenir la forme 1D utilisée dans la modélisation en canal tout en tenant compte de la courbure de celui-ci. Les équations de la thermodynamique irréversible classique sont également ramenées à une moyenne de sorte que l'énergie et l'entropie de macro-échelle soient reliées de façon unique et cohérente. Ces équations moyennes servent de contraintes sur une inégalité ramenée à une moyenne d'entropie de sorte que les processus dispersifs sont mesurés et peuvent être analysés dans les cas où le taux de production d'entropie est réduit au minimum. Spécifiquement, le cas de l'écoulement uniforme dans un canal prismatique est présenté, et le taux de production d'entropie est obtenu. En outre, le cas de l'écoulement graduellement varié dans un canal rectangulaire large est présenté et analysé pour des états de taux minimum de production d'entropie. Pour ces deux cas, l'impact d'un profil non-uniforme de vitesse dans la section transversale d'écoulement est expliqué. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Thermodynamic analysis of stream flow hydrodynamics = Analyse thermo-dynamique de l'hydodynamique d'un cours d'eau [texte imprimé] / William G. Gray, Auteur ; Mohamed Salah Ghidaoui, Auteur . - pp. 403-417. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 403-417 Mots-clés : Channel flow Dissipative processes Minimum entropy generation Stream thermodynamics Thermodynamically constrained averaging theory Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : The equation for entropy generation is derived directly from the conservation equations for one­dimensional channel flow. Mass, momentum, and energy equations are averaged from their microscale form to the one­dimensional forms used in channel modeling while allowing for channel curvature. The equations of classical irreversible thermodynamics are also averaged so that macroscale energy and entropy are consistently and uniquely related. These averaged equations serve as constraints on an averaged entropy inequality so that the dissipative processes are quantified and can be analyzed for cases where the rate of entropy production is minimized. Specifically, the case of uniform flow in a prismatic channel is presented; and the entropy production rate is obtained. Also, the case of gradually varied flow in a wide rectangular channel is presented and analyzed for conditions of a minimum rate of entropy production. For both these cases, the impact of a non-uniform velocity profile over the flow cross section is accounted for. L'équation de la génération d'entropie est tirée directement des équations de conservation de l'écoulement unidimensionnel en canal (1D). Les équations de la masse, de la quantité de mouvement, et de l'énergie sont moyennées à partir de leur micro-échelle pour obtenir la forme 1D utilisée dans la modélisation en canal tout en tenant compte de la courbure de celui-ci. Les équations de la thermodynamique irréversible classique sont également ramenées à une moyenne de sorte que l'énergie et l'entropie de macro-échelle soient reliées de façon unique et cohérente. Ces équations moyennes servent de contraintes sur une inégalité ramenée à une moyenne d'entropie de sorte que les processus dispersifs sont mesurés et peuvent être analysés dans les cas où le taux de production d'entropie est réduit au minimum. Spécifiquement, le cas de l'écoulement uniforme dans un canal prismatique est présenté, et le taux de production d'entropie est obtenu. En outre, le cas de l'écoulement graduellement varié dans un canal rectangulaire large est présenté et analysé pour des états de taux minimum de production d'entropie. Pour ces deux cas, l'impact d'un profil non-uniforme de vitesse dans la section transversale d'écoulement est expliqué. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com

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