Producción de entropía mínima en un flujo MHD de un nanofluido híbrido por un canal inclinado: efectos de generación interna de calor, movimiento browniano y termoforesis

Abstract

Esta tesis tuvo como objetivo desarrollar un modelo matemático para analizar y optimizar el comportamiento térmico de un flujo magnetohidrodinámico de un nanofluido híbrido en un canal inclinado y poroso, mediante la minimización de la producción de entropía. En el modelo se consideraron efectos como el deslizamiento en las paredes, la generación interna de calor, la radiación térmica no lineal, el medio poroso, el movimiento browniano, la termoforesis, el esfuerzo acoplado, la disipación viscosa y óhmica, así como la succión e inyección en las placas bajo un régimen Darcy-Forchheimer. Para ello, se formularon las ecuaciones adimensionales de balance de momento, energía y concentración de masa, junto con sus condiciones de frontera, incorporando las propiedades termofísicas del nanofluido híbrido Al2O3-Cu/agua. El sistema de ecuaciones diferenciales no lineales resultante se resolvió numéricamente mediante el método de Runge-Kutta de cuarto orden combinado con la técnica de disparo. A partir de esta solución se analizaron los perfiles de velocidad, temperatura y concentración, así como la generación de entropía, el coeficiente de fricción y los números de Nusselt y Sherwood. Los resultados mostraron que diversos parámetros físicos influyen de manera importante en el comportamiento dinámico, térmico y difusivo del sistema, permitiendo identificar condiciones de operación favorables para reducir la entropía y mejorar la transferencia de calor y masa. En conjunto, el estudio aporta un modelo integral para comprender y optimizar el desempeño termo-hidrodinámico y entrópico de flujos MHD de nanofluidos híbridos en canales porosos inclinados.