Свободное конвективное капельное течение над пористой средой фракционной наножидкости с МГД и источником/отводом тепла

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 20778 (2022) Цитировать эту статью

906 Доступов

3 цитаты

Подробности о метриках

Наножидкости считаются интеллектуальными жидкостями, которые могут улучшить тепло- и массоперенос и найти множество применений в промышленности и инженерных областях, таких как электроника, производство и биомедицина. По этой причине обсуждаются наножидкости на основе крови с углеродными нанотрубками (УНТ) в качестве наночастиц в присутствии магнитного поля. Наножидкость пересекает пористую среду. Наножидкости движутся по вертикальной пластине, которую можно перемещать. Рассмотрен режим теплопередачи свободной конвекцией, когда источник тепла и тепловые потоки постоянны. Конвективные потоки часто используются в инженерных процессах, особенно при отводе тепла, таких как геотермальная и добыча нефти, строительство зданий и т. д. Теплопередача используется, среди прочего, в химической обработке, производстве электроэнергии, автомобилестроении, кондиционировании воздуха, охлаждении и компьютерных технологиях. Жидкости-теплоносители, такие как вода, метанол, воздух и глицерин, используются в качестве теплообменных сред, поскольку эти жидкости имеют низкую теплопроводность по сравнению с другими металлами. Мы изучили влияние МГД на тепло и скорость наножидкостей, помня об эффективности. Преобразование Лапласа используется для решения математической модели. Профили скорости и температуры МГД-потока со свободной конвекцией наножидкостей описывались с помощью числа Нуссельта и коэффициента поверхностного трения. Получено точное решение как для профилей скорости, так и для температур. На графике показано влияние различных параметров на профили скорости и температуры. Температурный профиль улучшался с увеличением оценок параметра фракции и параметра объемного трения. Скорость наножидкости также является функцией деэскалации с увеличением значений магнитного параметра и параметра пористости. Толщина теплового пограничного слоя уменьшается с увеличением значения дробного параметра.

В настоящее время большинство исследователей и ученых уделяют большое внимание тем методам и приемам, которые полезны для улучшения теплоотдачи в различных теплообменных процессах. Чтобы удовлетворить эти требования, исследователи разработали новый тип жидкости, названный наножидкостью. Наножидкость — это жидкость, содержащая наночастицы, представляющие собой частицы нанометрового размера. Металлы, их оксиды, карбиды и углеродные нанотрубки являются наиболее часто используемыми наночастицами в наножидкостях. Наножидкости полезны и имеют широкий спектр применений, включая микроэлектронику, топливные элементы, фармацевтические процессы, машины для кросс-гонок, контроль температуры, системы отопления, выхлопные газы из дымовых труб, рассеивание тепла и так далее. Из-за важности наножидкостей многие исследователи проводят многочисленные экспериментальные и теоретические наблюдения. В подробном исследовании Какац и др.1 исследовали, как наножидкости увеличивают теплопроводность базовой жидкости. Благодаря высокой предсказуемости наножидкостей не возникает проблем, идентичных распаду, слипанию новых зарядов и седиментации2. В последние годы исследователи сосредоточились на термических перспективах наножидкостей, поскольку они практичны и имеют больше применений в области теплопередачи и охлаждения. Естественная конвекция является основным способом движения тепла. Явление естественной конвекции позволяет теплу течь с помощью внешних средств, таких как всасывающие устройства, вентиляторы, насосы и т. д., и эти потоки создаются за счет изменения плотности жидкостей. Замечено, что при изменении температуры плотность уменьшается, но объем увеличивается, в результате чего нагретый слой теряет толщину и поднимается. В природе обычно возникают потоки свободной конвекции, вызванные различиями в концентрации и плотности. Наиболее важными работами и обзорами исследователей могут быть такие, как Гош и Бег3, изучавшие влияние локальной тепловой неравновесности (LTNE) на свободную конвекцию в равномерно изогнутом, недарсовском проницаемом кольце, через которое проходит наножидкость. Фетекау и др.4 использовали изотермическую вертикальную пластину для изучения фракционной наножидкости, сочетающей эффекты теплового излучения и естественной конвекции, и нашли решение для температуры и безразмерной скорости, используя преобразование Лапласа и производную по времени Капуто-Фабрицио. Токи и Токис5 изучили поток свободной конвекции с учетом зависящего от времени нагревания пористой среды и использовали преобразование Лапласа, чтобы найти точное решение. Хуссанан и др.6 изучали массо- и теплообмен с использованием вертикальной пластины и ньютоновского нагревателя и представили точный анализ температуры и скорости, который удовлетворял граничным условиям. Туркылмазоглу и Поп7 исследовали наножидкость на вертикальной плоской (бесконечной) поверхности в потоке естественной конвекции с радиационным эффектом. Праманик8 нашел результат для жидкости Кэссона, протекающей через растягивающуюся поверхность, экспоненциально пористую под воздействием теплового излучения. Туркилмазголу9 исследовал эффект теплопередачи и нестационарного течения наножидкости через движущуюся вертикальную пластину. Ge-JiLe и др.10 исследовали излучаемый МГД-поток железосодержащих наночастиц с броуновским движением и термофорезом через конус. Кавья и др.11 обнаружили гибридную наножидкость с МГД и отводом/впрыском тепла через сжимающийся/растягивающийся цилиндр с суспензией MoS4 и наночастиц меди. Об исследовании гибридной наножидкости, состоящей из ньютоновской и неньютоновской жидкости, текущей по растягивающемуся листу, сообщили12,13,14,15,16,17.