Блог

Jan 08, 2024

Влияние энергии активации и химической реакции на нестационарную МГД-диссипативную систему Дарси

Scientific Reports, том 13, номер статьи: 2666 (2023) Цитировать эту статью 1695 Доступов 27 Цитирований 1 Подробности о альтметрических метриках Влияние химической реакции и энергии активации играет жизненно важную роль.

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 2666 (2023) Цитировать эту статью

1695 Доступов

27 цитат

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Влияние химической реакции и энергии активации играет жизненно важную роль в анализе динамики жидкости и ее термических свойств. Применение потока жидкости широко рассматривается в ядерных реакторах, автомобилях, производственных установках, электронных приборах и т. д. В этом исследовании изучается влияние энергии активации и химической реакции на магнитогидродинамический поток жидкости Кассона, сжатый Дарси-Форхгеймером, через пористый материал через пористый материал. горизонтальный канал, в котором предполагается, что две параллельные пластины движутся. Используя переменные подобия, уравнения в частных производных преобразуются в обыкновенные дифференциальные уравнения. Численный метод применяется с использованием MATLAB для решения задач и получения данных о поле скоростей, тепловом распределении и распределении концентрации. Графики показывают, что скорость и температура жидкости увеличиваются по мере приближения пластин. Кроме того, существовала корреляция между ростом числа Гартмана и уменьшением скорости жидкости из-за существования сильных сил Лоренца. Температура и концентрация жидкости будут увеличиваться из-за броуновского движения. Когда параметры Дарси-Форхгеймера и энергия активации увеличиваются, скорость и концентрация уменьшаются.

Сжатие потока между двумя параллельными дисками в последнее время вызвало большой интерес из-за широкого спектра применений в технических и промышленных установках. Понятие потока между двумя сжимающими поверхностями используется в таких устройствах, как гидравлические тормоза, движущийся поршень двигателя, шоколадные наполнители и многие другие. И шприцы, и назогастральный зонд включают в себя процесс сдавливания потока под воздействием на него движущегося диска. Более глубокое понимание этих флюсов приводит к созданию более эффективных и производительных машин, которые можно использовать для различных механических и промышленных применений. Производство гидродинамических устройств, ускорителей, компрессионное и литьевое формование, смазочное оборудование и переработка полимеров — вот некоторые из областей, где можно наблюдать сжимающее течение. Стефан1 ​​изучал сжимающий поток, используя приближение смазки; несколько ученых впоследствии исследовали проблемы сжатия потока для различных геометрических конфигураций, используя несколько подходов. Мур2 указал, что такие факторы, как качество поверхности, вязкоупругие жидкости, эластомерные поверхности и молекулярные эффекты, играют жизненно важную роль, и, следовательно, их следует учитывать частично или полностью в зависимости от степени сложности проблем. Гупта и др.3 заметили, что проблему нестационарного сжимающего потока в канале можно значительно упростить с помощью переменных подобия. Расстояние между параллельными пластинами изменяется как квадратный корень из линейной функции времени. В этом сценарии переменные сходства позволяют значительно упростить задачу. Дувайри и др.4 изучали влияние теплопередачи на нестабильное течение в сжимающем канале. Они предположили, что параллельные стенки нагреваются равномерно при постоянной температуре. Это позволило им изучить влияние теплопередачи на поток. Кроме того, различные ученые изучали свойства теплопередачи наножидкости, текущей между параллельными пластинами5,6,7, рассматривая различные физические условия.

Сжатие потока между параллельными пластинами находит свое значение в области гидродинамики, поскольку оно находит применение в гидравлических машинах и инструментах, электродвигателях, пищевой промышленности, биоинженерии и автомобильных двигателях. Другими более простыми, но не менее важными примерами являются структуры потока, возникающие в шприцах и сжимаемых трубках. В этих приложениях схемы течения можно разделить на ламинарные, турбулентные и переходные течения на основе хорошо известного числа Рейнольдса. С промышленной точки зрения необходимо изучить влияние этих различий в поведении неньютоновских жидкостей, и в этом отношении многие ученые изучали поток жидкости Кэссона8,9, поскольку он способен отражать сложные реологические свойства жидкости. Было замечено, что движение микроорганизмов внутри наножидкости Кассона помогает предотвратить агломерацию наночастиц и обеспечивает более плавный поток10,11. С помощью этой модели можно хорошо описать концентрированные жидкости, такие как соусы, мед, соки, кровь и печатные краски. Жидкость Кассона можно определить как разжижающую при сдвиге жидкость, которая, как предполагается, имеет бесконечную вязкость при нулевой скорости сдвига, предел текучести, ниже которого течение не возникает, и нулевую вязкость при бесконечной скорости сдвига. Хуссейн и др.12 провели несходный анализ для изучения ЭМГД-потока наножидкости Кассона, принимая во внимание форму взвешенных наночастиц в качестве фактора. Джамшед и др.13 применили модель Тивари-Даса для изучения тепловых свойств наножидкости Кассона и обнаружили увеличение поглощаемой температуры при увеличении объемной доли наночастиц. Кроме того, эти исследования были расширены для анализа движения наножидкости Кассона по Рижской пластине Упрети и др.14.