Блог

Dec 29, 2023

Анализ теплопередачи плавучести, противодействующей излучаемому потоку наночастиц оксида алюминия, рассеянных в воде

Scientific Reports, том 13, номер статьи: 10725 (2023) Цитировать эту статью 440 Доступ к данным о показателях Автор Исправление к этой статье было опубликовано 17 июля 2023 г. Эта статья была опубликована

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 10725 (2023) Цитировать эту статью

440 Доступов

Подробности о метриках

Авторская поправка к этой статье была опубликована 17 июля 2023 г.

Эта статья обновлена

Охлаждение и обогрев — два важнейших процесса в транспортной и обрабатывающей промышленности. Жидкие растворы, содержащие наночастицы металлов, обладают более высокой теплопроводностью, чем обычные жидкости, что позволяет обеспечить более эффективное охлаждение. Таким образом, настоящая статья представляет собой сравнительное исследование независимого от времени потока плавучести и теплопередачи наночастиц оксида алюминия, рассеянных в воде как обычная жидкость, индуцированных через вертикальный цилиндр с взаимным влиянием критической точки и излучения. На основе некоторых разумных предположений разрабатывается модель нелинейных уравнений, а затем она решается численно с использованием встроенного решателя MATLAB bvp4c. Исследуется влияние различных параметров управления на градиенты. Результаты показывают, что коэффициент трения и теплопередача повышаются за счет включения наночастиц оксида алюминия. Участие параметра излучения показывает тенденцию к увеличению скорости теплопередачи, что приводит к повышению эффективности теплового потока. Кроме того, распределение температуры поднимается из-за параметров излучения и кривизны. Установлено, что ветвь двойственных исходов существует и в случае встречного потока. При этом при более высоких значениях объемной доли наночастиц приведенное напряжение сдвига и пониженная скорость теплоотдачи возрастали соответственно почти на 1,30 и 0,0031 % для раствора первой ветви, а для нижней ветви - почти на 1,24 и 3,13 %. решение.

Анализ наножидкостей является одним из наиболее востребованных направлений исследований из-за широкого спектра применений в различных отраслях промышленности и техники. Из-за своего крошечного размера и большой точной площади наножидкости обладают высокой теплопроводностью, что способствует долгосрочной стабильности и минимальному блокированию при различных физических явлениях, таких как шлифование, охлаждение электроники, перистальтическая перекачка, используемая при лечении диабета, механическая обработка и скоро. Наножидкость используется в качестве охлаждающей жидкости в промышленности. Наножидкости можно использовать во множестве других приложений благодаря их новым свойствам теплопередачи. Наночастицы металлов, таких как золото, медь, серебро и алюминий, а также оксиды металлов, такие как оксид титана, оксид алюминия и оксид меди, используются в обычных жидкостях, таких как масло, этиленгликоль и вода (которые имеют плохую проводимость). образуют наножидкости. Кроме того, наночастицы оксида алюминия (Al2O3) представляют собой тип оксида металла, который имеет множество применений благодаря своим уникальным структурным и физико-химическим свойствам, таким как износостойкость, доставка лекарств, водная дисперсия, покрытие поверхности металла и т. д. Чой и Истман1 исследовал аспекты теплопередачи наножидкостей, которые представляют собой коллоидные дисперсии жидких частиц. Позже Хан и Поп2 расширили концепцию наножидкости, рассматривая течение через растягивающуюся пластину. Они обнаружили, что скорость переноса тепла снижается из-за каждого безразмерного параметра. Концепция БС в потоке наножидкости (НФ) с использованием наночастиц Ag и Cu была разработана Ваджравелу и др.3. Они обнаружили, что ширина пограничного слоя уменьшается больше в случае Ag на водной основе по сравнению с наножидкостями Cu на водной основе. Макинде и Азиз4 исследовали поведение потока, вызванного наножидкостями из растягивающегося листа, принимая во внимание конвективное граничное условие. Они показали, что влияние числа Льюиса на температуру жидкости минимально. Das5 тщательно исследовал характеристики тепловой плавучести за счет включения наноматериалов в непрерывный проницаемый растягивающийся лист, а также скольжение и поглощение/генерацию тепла. Бачок и др.6 изучили проблему нестационарного потока вблизи критической точки, включающую наножидкость. Они представили двойные решения для замедляющегося потока. Уддин и Харманд7 исследовали зависящий от времени поток наножидкости по вертикальной поверхности пластины, погруженной в пористую среду со свободной конвекцией. Они заметили, что скорость теплопередачи (RHT) сначала увеличивается, а затем начинает снижаться из-за концентрации частиц. Стационарное и нестационарное обтекание движущегося листа с наножидкостью в постоянном внешнем набегающем потоке исследовали Рошка и Поп8. Они выполнили анализ временной устойчивости, чтобы проверить физически реализуемое (стабильное) решение и прагматично убедиться в том, что первое решение стабильно. Das9 исследовал BLF за пористым растягивающимся листом неправильной формы, рассматривая крошечные наночастицы с комбинированным эффектом скольжения. Он показал, что концентрация наночастиц увеличивается из-за параметра скольжения. Редди и Чамха10 исследовали влияние Соре (SR) и Дюфура (DU) на поток сил Лоренца в пористых средах (ПМА), вызванный наночастицами TiO2 и Al2O3 на водной основе. Они наблюдали значительное улучшение теплопередачи благодаря присутствию наночастиц. Уддин и др.11 исследовали влияние выделения/поглощения тепла на магнетопоток наножидкостей через вращающийся проницаемый диск. Они определили, что наночастицы небольшого размера, большего поглощения тепла и всасывания ускоряют процесс HT. Характеристики явления переноса тепла при вынужденном конвекционном потоке наночастиц из подвижного листа с источником/отводом тепла, встроенным в ПМА, были изучены Гошем и Мухопадьяем12. Они обнаружили двойные результаты, когда набегающий поток и плита движутся в противоположных направлениях. Вайни и др.13 исследовали влияние SR и DU на поток наножидкости мимо тонкой подвижной иглы с помощью модели Тивари и Даса и представили бинарные результаты для одного значения параметра. Установлено, что в присутствии наночастиц УБС коэффициента трения и ГТ возрастает, а коэффициент массообмена падает. Влияние сил Лоренца на поперечное трехмерное течение в продольном направлении посредством включения наножидкости с использованием корреляции Ку-Кляйнстройера-Ли (KKL) было исследовано Ханом и др.14. Было обнаружено, что скорость массопереноса падает, но скорость теплоотдачи увеличивается за счет числа Соре. Уддин и др.15 тщательно изучили влияние магнитного поля на поток наножидкости в критической точке с передачей тепла от растягивающегося/усадочного листа и нашли двойное решение, используя инновационный метаэвристический подход. Хан и др.16 исследовали стимул биоконвекции через направления потока взаимодействующей наножидкости в продольном и поперечном направлении и сообщили о существовании двойных решений. Редди и Гауд17 исследовали правило излучения в двумерном потоке в направлении СП, индуцированного наножидкостью через растягиваемый цилиндр. Они заметили, что температура и профиль фракций наночастиц улучшаются в ответ на увеличение влияния параметра излучения. Асогва и др.18 исследовали особенности ЭМГД при радиационном потоке наножидкости Кассона через реактивно растягивающийся лист. Они заметили, что градиенты увеличиваются по мере увеличения модифицированного числа Хартмана. Гауд и др.19 исследовали влияние радиации и джоулевого нагрева на магнетопоток наножидкости через экспоненциально растянутый лист с термически стратифицированной средой. С увеличением значений числа Эккерта TTBL (толщина теплового пограничного слоя) увеличивается за счет фрикционного нагрева. Подробнее о значении наножидкостей можно узнать в недавних статьях20,21,22 с различными аспектами.