Новости

Dec 24, 2023

Изменение тепла при течении МГД-гибридной наножидкости Уильямсона с конвективными граничными условиями и омическим нагревом в пористом материале

Scientific Reports, том 13, номер статьи: 6071 (2023) Цитировать эту статью 623 Доступ к метрикам Подробности Целью настоящего исследования является изучение изменения тепла на МГД-гибриде Уильямсона.

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 6071 (2023) Цитировать эту статью

623 доступа

Подробности о метриках

Целью настоящего исследования является исследование изменения теплоты в модели гибридной наножидкости МГД Уильямсона (Ag-TiO2/H2O) для стационарного двумерного и несжимаемого течения с конвективным граничным условием в пористой системе с искривленными координатами с омическим нагревом. Число Нуссельта отличается процессом теплового излучения. Уравнения в частных производных управляются пористой системой изогнутых координат, которая отображает парадигму потока. Полученные уравнения с помощью преобразований подобия были превращены в связанные нелинейные обыкновенные дифференциальные уравнения. Руководящие уравнения были распущены RKF45 с помощью методологии стрельбы. Основное внимание уделяется изучению физических характеристик, таких как тепловой поток у стенки, распределение температуры, скорость потока и коэффициент поверхностного трения, для множества связанных факторов. Анализ показал, что увеличение проницаемости, чисел Био и Эккерта улучшает температурный профиль и замедляет теплообмен. Кроме того, конвективные граничные условия и тепловое излучение усиливают трение поверхности. Модель подготовлена ​​как реализация солнечной энергии в процессах теплотехники. Более того, это исследование имеет огромное применение в промышленности полимеров и стекла, а также в области проектирования теплообменников, операций охлаждения металлических пластин и т. д.

Из-за ограничений в применении ньютоновских жидкостей актуальность изучения неньютоновских жидкостей в современных исследованиях возросла. К неньютоновским жидкостям относятся мед, крахмал, аэрозоли смазочных материалов, кетчуп и гидравлические жидкости. Неньютоновские жидкости не подчиняются закону вязкости Ньютона. Неньютоновские жидкости имеют нелинейную зависимость между напряжением сдвига и скоростью сдвига. Неньютоновские жидкости подразделяются на две основные категории; жидкости сдвигового сгущения и жидкости сдвигового утончения. Неньютоновские жидкости широко используются в механической и химической промышленности, а также в биологических науках. Это вызвало любопытство многочисленных исследователей, интересующихся потоком крови, потоком смазки и потоком плазмы. Многие жидкостные парадигмы были разработаны для отображения реальной природы жидкостей на основе вязкости. Эти модели жидкостей полезны для лучшего понимания реологических характеристик неньютоновских жидкостей. К числу таких жидкостей относятся жидкости Карро, Максвелла, Вильямсона, Кассона, Джеффри и др. Не существовало хорошей математической модели, подчиняющейся течению сдвиговых разжижающих жидкостей (псевдопластичных). Уильямсон1 был пионером в изучении псевдопластических материалов и предложил жидкостный режим для неньютоновских жидкостей, который впоследствии был назван в его честь. Эта парадигма была предложена в 1929 году. Вильямсоновская жидкость вследствие движущейся поверхности с учетом вязкой диссипации была исследована Мегахедом2. Путем решения сложных уравнений он пояснил, что скорость поверхности снижается из-за скорости скольжения, магнитного домена, явлений всасывания и толщины пограничного слоя импульса. Течение МГД-жидкости Уильямсона на расширяющемся слое с учетом тепловых условий и скоростных воздействий было тщательно изучено Лундом и др.3. Икбал и др.4 использовали модель Уильямсона для численного анализа потока, вызванного растяжением пластины. Гириша и др.5 исследовали поток жидкости Уильямсона в микроканале, используя характеристики сдвига стенки. Поток парадигмы Уильямсона, насыщенный гранулами, был исследован Биби и др.6. Влияние потока на парадигму МГД Уильямсона с химическим реактивом и теплоотводом/источником на плоской/искривленной поверхности было проверено Кумаром и др.7. Из-за полезности неньютоновских жидкостей многочисленные исследователи8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19 использовали эти модели, чтобы показать истинное поведение жидкостей на протяжении предыдущего десятилетия.