Диссипативное свободное конвективное течение МГД наножидкости мимо вертикального конуса в условиях радиационной химической реакции с потоком массы

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 2878 (2023) Цитировать эту статью

837 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

В последнее время наночастицы поставили разнообразные задачи перед несколькими научными вопросами. Наночастицы, диспергированные в различных обычных жидкостях, могут изменять свойства текучести и теплопередачи жидкостей. В данной работе математический метод использован для исследования течения МГД-наножидкости на водной основе через вертикальный конус. Картина теплового и массового потока используется в этой математической модели для изучения МГД, вязкой диссипации, излучения, химических реакций и процессов всасывания/впрыска. Для нахождения решения основных уравнений использовался метод конечных разностей. Комбинация наножидкостей, содержащих наночастицы, в том числе оксид алюминия (Al\(_{2}\)O\(_{3}\)), серебра (Ag), меди (Cu) и диоксида титана (TiO\(_{2}) \)) с объемной долей наночастиц (0, 0,01, 0,02, 0,03, 0,04), вязкой диссипацией (\(\epsilon = 0,4, 0,8\)), МГД (M = 0,5, 1,0), радиацией (Rd = 0,4 , 1.0, 2.0), химическая реакция (\(\lambda = 0.2, 2.0\)) и источник/поглотитель тепла (\(\Delta = -3, -2 ,0.5 , 1\)) . Математические данные о скорости, температуре, концентрации, кожном трении, скорости теплопередачи, а также распределения чисел Шервуда анализируются схематически с использованием безразмерных параметров потока. Обнаружено, что с увеличением значения параметра излучения профили скорости и температуры улучшаются. Производство безопасной и высококачественной продукции для потребителей по всему миру зависит от вертикальных конусных смесителей: от продуктов питания до лекарств, от бытовых чистящих средств до средств личной гигиены. Каждый тип вертикально-конусного смесителя, который мы поставляем, был специально разработан для удовлетворения потребностей промышленности. Поскольку миксер нагревается на наклонной поверхности конуса при использовании смесителей с вертикальным конусом, можно почувствовать эффективность измельчения. Температура передается по наклонной поверхности конуса вследствие быстрого и многократного перемешивания смеси. В настоящем исследовании описывается теплопередача в этих событиях и их параметрические свойства. В этом случае температура нагретого конуса конвективно передается окружающей среде.

Термин «нано» впервые был использован в 1915 году Освальдом1 в его книге «Мир забытых измерений». Нанотехнологии являются модной темой исследований в 21 веке из-за уникальных свойств материи на наноуровне. В последние десятилетия исследователи, а также учёные со всего мира предпринимают попытки исследования многочисленных аспектов нанотехнологий на постоянной основе. Суспензия металлических и неметаллических частиц в обычных жидкостях может значительно улучшить характеристики теплопередачи. Развитие нанотехнологий и связанных с ними технологий производства позволило производить наноразмерные частицы. Наножидкости — это жидкости, содержащие наноматериалы (шириной чуть менее 100 нм) в обычных жидкостях-теплоносителях, как это определено Чой SUS2, для улучшения свойств теплопередачи. Конечная цель наножидкостей — достичь максимально достижимого эффекта на теплопроводность при использовании как можно меньшего количества наночастиц. Наножидкость получила такие преимущества, как способность более эффективно проводить тепло, охлаждать микроканалы без засорения и более эффективно перекачивать воду благодаря своей повышенной теплопроводности. Гупта и др.3 исследовали анализ Каттанео-Кристова тепловых и массовых потоков, воздействующих на МГД-жидкость Джеффри после ее прохождения через проницаемый конус. Анализ стабильности был использован Аннуром и др.4 для изучения влияния силы плавучести на проницаемость движущейся пластины в углеродных нанотрубках. В исследовании, проведенном Самбатом и др.5, были рассмотрены основные PDE для нестационарного радиационного МГД-тепло- и массообменного потока мимо вертикального конуса, когда происходит химическая реакция, и были получены численные решения на основе методов Кранка-Николсона. Ханифа Ханиф и др.6 исследовали переменную вязкость в потоках гибридных наножидкостей на водной основе в конусе с перевернутым проницаемым конусом при выделении/поглощении тепла. Для проведения численного анализа мы должны принять во внимание существующее магнитное поле и радиационный тепловой поток. Теоретическое влияние броуновского движения на естественный конвекционный поток наночастиц вдоль круглого конуса было изучено Икбалом и др.7. В работе Каннана и др.8 обсуждался ламинарный конвективный поток жидкости с вертикальным конусом с потоком электропроводящей жидкости, создаваемым поверхностным тепловым потоком и магнитным полем. Ханиф и др.9 исследовали двумерное течение наножидкости на водной основе, включая раствор несферических наночастиц CdTe, через перевернутый конус. Тамим Баша и др.10 исследовали химическую реакцию наножидкостей в двух различных геометриях на основе электрогидромагнитных и неоднородных источников/поглотителей тепла. Салим и др.11 исследовали течение наножидкости Уолтера B на вращающемся конусе в присутствии магнитных полей. Угловая скорость вблизи и вдали от конуса должна представлять собой обратную линейную кривую времени. Влияние на электромагнитную гидродинамику действительно было исследовано Виджаялакшми и др.12 для химически реагирующей жидкости Кэссона с двумя различными конфигурациями. Воздействие силы Лоренца было изучено HT Basha et al.13 на химически реагирующую наножидкость с двумя различными конфигурациями, чтобы понять свойства переноса жидкости. Абдул Гаффар и др.14 сосредоточились на влиянии радиационной МГД на вязкоупругую неньютоновскую жидкость третьего класса за пределами изотермического вертикального конуса. Поведение тепломассообмена исследовано Сулочаной и др.15 для магнитогидродинамических потоков через вертикальный вращающийся конус с тепловым излучением и химическими процессами. Исследователи П.С. Редди и др.16 использовали вертикальный конус, наполненный пористой наножидкостью, для исследования свойств тепло- и массопереноса. Сридеви и др.17 провели обзор исследований тепло- и массопереноса наночастиц на водной основе, состоящих из одно- и многостенных УНТ вдоль вертикального конуса, погруженного в пористую среду, демонстрирующую конвективные граничные условия под воздействием химического процесса, а также всасывания/инжекции. . HT Basha и др.18 изучили два различных типа конфигураций для описания потока гидромагнитных наножидкостей, включающих химические реакции более высокого порядка, а также неоднородный источник/поглотитель тепла. Вязкий термически ускоряющийся поток наножидкости был исследован Р. Вемулой и др.19 с использованием вертикальной пластины с изменяющейся температурой, а также тепловым излучением, которое подвергается воздействию магнитного поля. Механизм теплообменника был установлен С. Нандалом и Р. Бхаргавой20 в двумерное устойчивое естественное конвекционное течение наножидкости вокруг наклонной пластины. В результате нелинейная конвекция, как и излучение, была представлена ​​Махантешем и др.21 при касательном гиперболическом потоке жидкости через конвективно нагретую вертикальную поверхность. PS Reddy и др. 22 исследовали свойства передачи тепла и массы наножидкости с магнитным полем вместе с наклонной вертикальной пластиной, погруженной в проницаемое вещество, содержащее тепловое излучение, а также компонент, генерирующий тепло. Абдул Гаффар и др. 23 изучали МГД-простой конвективный поток, тепло- и массоперенос вязкоупругой несмешивающейся жидкости Джеффри через вертикальный конус, включая эффекты теплового излучения и тепловыделения/поглощения. Наножидкость из алюминиевого сплава на водной основе с наклонным магнитным полем и электропроводностью была исследована Сандипом и Анимасауном24. Используя вертикальный конус и плоскую пластину, насыщенную пористой средой, не являющейся Дарси, Дюрайрай и др.25 проанализировали течение Кассона, генерирующее или поглощающее тепло в результате химической реакции. В частности, Шридеви и др.26 подвергли критике конвективные граничные условия с всасыванием/впрыском для теплопередачи МГД-пограничного слоя. П.С. Редди и др.27 исследовали влияние теплового излучения, а также химической реакции на передачу тепла, а также массы в плоском конвективном потоке периферийного слоя наножидкости вдоль восходящего прямого конуса. Вертикальное однородное магнитное поле и тепловое излучение аналитически взаимодействуют в эксперименте М. Туркылмазоглу и др.28, влияя на свободную конвекцию наножидкостей, текущих по горизонтальной бесконечной изотермической пластине. PS Reddy и AJ Chamkha29 проиллюстрировали теплоту простого конвективного периферического слоя, а также свойства массопереноса наножидкостей вокруг вертикального конуса, используя два типа и размеры наночастиц. Н. Сандип и М.Г. Редди30 проиллюстрировали математическую модель, рассматривая нелинейное тепловое излучение, а также влияние источника/поглотителя тепла, чтобы изучить характер теплопередачи при расчете электропроводящего потока МГД-наножидкости через конус и клин. CSK Raju и др.31 изучали роль броуновского движения и термофореза в наножидкостях при наличии неоднородных эффектов отсасывания/инжекции тепла, а также изменяющихся МГД-полей по конусу. Б. Малликарджуна и др.32 исследовали комплексную тепловую и массовую передачу, в основном в присутствии магнитного поля, включая эффекты химических реакций, используя смешанный конвекционный поток ньютоновской жидкости через вращающийся вертикальный конус, погруженный в пористую среду. И.С. Оелакин и др.33 проанализировали течение наножидкости Каттанео-Кристова Кассона с переменной вязкостью по вертикальному конусу под действием броуновского движения, погруженного в пористую среду.