Анализ тепломассопереноса в намагниченном потоке $${\mathrm{ZnO}

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 8717 (2023) Цитировать эту статью

243 доступа

Подробности о метриках

В настоящем исследовании изучены особенности тепло- и массообмена при намагниченном течении наносмазки ${\mathrm{ZnO}-SAE50}$ над пластиной Рига в среде Дарси Форхгеймера. В этом исследовании рассматриваются эффекты переменной вязкости, теплового излучения, переменной теплопроводности, вязкой диссипации и однородного источника/поглотителя тепла. Модель диффузии, представленная Каттанео-Кристовом, включена в это исследование, чтобы охватить явления тепло- и массопереноса. Кроме того, скорость массопереноса проверяется с учетом воздействия переменной диффузии растворенного вещества и химической реакции более высокого порядка. Явления тепло- и массопереноса имеют важное применение в дисциплинах науки и техники, которые можно наблюдать повсюду в природе. Это явление одновременной транспортировки указывает на множество применений в производственных процессах, аэродинамике, системах охлаждения, науках об окружающей среде, океанографии, пищевой промышленности, биологических дисциплинах, системах транспортировки энергии и т. д. Смоделированная система PDE преобразуется в нелинейные ОДУ с введением соответствующих преобразования. Выдающийся метод bvp4c в MATLAB был использован для численного выполнения полученной системы ОДУ. Результаты профилей скорости, температуры и концентрации, соответствующие различным возникающим параметрам, представлены графически. Движение наносмазки ${\mathrm{ZnO}-SAE50}$ имеет тенденцию значительно усиливаться с увеличением модифицированного числа Хартмана, тогда как обратное поведение проявляется при увеличении параметра пористости и параметра переменной вязкости. Большая скорость теплоотдачи наблюдается при переменном параметре теплопроводности. Скорости тепло- и массопереноса замедляются для тепловых и растворяющих параметров времени релаксации соответственно. Концентрационный профиль обогащается за счет роста порядка химической реакции и переменного параметра массопроводности. Сделан вывод, что при увеличении объемной доли твердого вещества до $1,5\%$ вязкость наносмазки увеличивается до $12\%$, что, как следствие, замедляет движение наносмазки, но увеличивает профили температуры и концентрации.

В последние годы одной из главных проблем ученых и инженеров является управление потоком электропроводящих жидкостей. В промышленных и технологических операциях, например, связанных с массо- и теплообменом, эти жидкости можно перемещать в контролируемых условиях различными способами. Однако с помощью электромагнитных массовых сил в секторе полимеров исследователи внедрили несколько традиционных методов управления потоком жидкости, включая методы выдувания/всасывания и движения стенок. Применение внешнего магнитного поля может радикально изменить поток жидкостей с большей электропроводностью, таких как жидкие металлы, электролиты, плазма и т. д. Магнитное поле играет важную роль в механике жидкости из-за его многократного использования в усилении теплофизических свойств жидкости. . Прасаннакумара и Гауда1 исследовали особенности тепло- и массообмена в радиационном потоке под воздействием термофоретического осаждения частиц и однородного магнитного поля. Умавати и др.2 обсуждали сжимание потока намагниченной наножидкости Кассона между параллельными дисками. В таких дисциплинах, как науки о Земле и астрология, встречаются жидкости с плохой электропроводностью. Чтобы увеличить скорость теплового потока за счет повышенной проводимости и других теплофизических свойств, часто требуется внешний агент. Этот внешний агент может представлять собой магнитный компонент или постоянно закрепленную серию магнитов с прерывистыми электродами. Рижская пластина была официально представлена Гайлитисом3, который первым применил такую формулировку. Поскольку Рижская плита получила широкое распространение в промышленных процессах, влияющих на поведение потока жидкости, ее нынешняя конфигурация особенно выгодна. Шафик и др.4 использовали модель Уолтерса-Б для изучения течения жидкости по Рижской плите. Для изучения поведения наночастиц и смешанной конвекции в потоке жидкости Адил и др.5 использовали рижскую пластину, расположенную вертикально. Расул и др.6 изучили, как тепловое излучение влияет на поток наножидкости по рижской пластине.

0\) for liquids and ${\epsilon }_{1}<0$ for gases./p>0\) demonstrate the absence of heat source-sink and the existence of heat sink and source respectively. By emerging the values of $S$, the temperature of the nanolubricant increases. By virtue of the exchanger that the heat sink serves as, heat generated by the surface will be transported into the nanolubricant. As a result, in heat sink case, the thermal distribution is low, and in heat source case, the surface produces the temperature. The existence of a heat source represents better thermal performance for both the cases (Newtonian heating and constant wall temperature) than a heat sink. The change in the temperature profile $\theta (\eta )$ with enhancing $Pr$ for NH and CWT conditions has been sketched in Fig. 13. The temperature of the nanolubricant drops for greater $Pr$. This happens because for higher values of $Pr$ thermal diffusivity of the nanolubricant gets decreased, which causes the temperature profile $\theta \left(\eta \right)$ to drop. Figure 14 visualizes the impact of ${\epsilon }_{2}$ on temperature profile $\theta (\eta )$ for both the cases (NH and CWT). The heating phenomenon is effectively supported by increasing the values of thermal conductivity parameter. The use of materials with variable thermal property is found to be an aid in accelerating heat transmission. The response of the temperature profile $\theta (\eta )$ corresponding to thermal relaxation parameter ${\lambda }_{h}$ for NH and CWT situations has been demonstrated in Fig. 15. The sketch shows that temperature of the nanolubricant consequently falls for both the cases (NH and CWT) with the enhancing values of thermal relaxation parameter ${\lambda }_{h}$. Physically, a drop in the related boundary layer thickness is revealed by growing ${\lambda }_{h}$, by which the temperature of the nanolubricant drops./p>