Blog

Jan 13, 2024

Trasferimento di calore e massa del flusso di liquido micropolare dovuto alla superficie porosa di allungamento/restringimento con nanoparticelle ternarie

Scientific Reports volume 13, Numero articolo: 3011 (2023) Cita questo articolo 1490 Accessi 2 Citazioni Dettagli metrici La presente indagine è condotta per prevedere le caratteristiche di flusso di un

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 3011 (2023) Citare questo articolo

1490 accessi

2 citazioni

Dettagli sulle metriche

La presente indagine viene condotta per prevedere le caratteristiche del flusso di un liquido micropolare infuso con nanoparticelle ternarie attraverso una superficie che si allunga/restringe sotto l'impatto di reazioni chimiche e radiazioni. Qui, tre nanoparticelle di forma diversa (ossido di rame, grafene e nanotubi di rame) sono sospese in H2O per analizzare le caratteristiche del flusso, del calore e del trasferimento di massa. Il flusso viene analizzato utilizzando il modello di Darcy inverso, mentre l'analisi termica si basa sulla radiazione termica. Inoltre, il trasferimento di massa viene esaminato alla luce dell'impatto delle specie chimicamente reattive del primo ordine. Il problema di flusso considerato è modellato risultando con le equazioni governanti. Queste equazioni governanti sono equazioni alle derivate parziali altamente non lineari. Adottando opportune trasformazioni di similarità, le equazioni differenziali alle derivate parziali vengono ridotte ad equazioni differenziali ordinarie. L'analisi del trasferimento termico e di massa comprende due casi: PST/PSC e PHF/PMF. La soluzione analitica per le caratteristiche di energia e massa viene estratta in termini di una funzione gamma incompleta. Le caratteristiche di un liquido micropolare vengono analizzate secondo vari parametri e presentate tramite grafici. In questa analisi viene considerato anche l'impatto dell'attrito cutaneo. Lo stiramento e la velocità di trasferimento di massa hanno una grande influenza sulla microstruttura di un prodotto fabbricato nelle industrie. I risultati analitici prodotti nel presente studio sembrano essere utili nell’industria dei polimeri per la produzione di fogli di plastica stirata.

Lo studio teorico dei fluidi micropolari è un fluido viscoso che sospende minuscole particelle inflessibili che sono altamente irregolari, ruotano e ruotano leggermente attorno al proprio asse. Fluidi come sangue, vernice, fluidi lubrificanti, fluidi anisotropi, polimeri, sangue animale, strutture biologiche complesse sono alcuni esempi di microfluidi che hanno applicazioni significative nelle industrie. Eringen1 è il pioniere che ha proposto la teoria microfluidica. In questa teoria, all'equazione di Navier-Stokes vengono aggiunti una nuova equazione costitutiva e un nuovo materiale di microrotazione indipendente dal campo vettoriale. Eringen2 ha ampliato la sua ricerca precedente fornendo una teoria generalizzata del fluido termico micropolare. Guram e Smith3 hanno studiato i flussi di ristagno di fluidi micropolari con una forte e debole sinergia. Sankara et al.4 hanno studiato il flusso del fluido micropolare attraverso un foglio di stiramento utilizzando il metodo dell'omotopia altamente convergente per ottenere risultati numerici. Diverse ricerche precedenti, comprese quelle di Hady5, Heruska6 e Chiam7, sono motivate dal potenziale significato del flusso dello strato limite micropolare nelle applicazioni industriali. Da allora, numerosi autori8,9,10,11,12,13,14,15 hanno studiato gli impatti di diversi parametri fisici sul fluido micropolare, tra cui la magnetoidrodinamica (MHD), il riscaldamento Joule, la radiazione, la reazione chimica e la dissipazione viscosa.

D’altra parte, numerosi studi hanno esaminato l’impatto dell’inclusione di nanoparticelle sulle proprietà di trasporto del calore in varie situazioni fisiche. Un nanofluido è un fluido composto da nanoparticelle altamente termicamente conduttive sospese in un fluido base. A causa delle nanoparticelle metalliche sospese nel fluido, il nanofluido ha una conduttività termica maggiore rispetto a un fluido tipico, è chimicamente stabile e mostra velocità di trasferimento del calore migliorate. Il nanofluido ha usi nell'industria petrolifera, nell'industria farmaceutica e in molti altri campi. Dulal Pal16,17 ha analizzato gli effetti Hall e il flusso del punto di ristagno del nanofluido su un foglio di allungamento/restringimento. Krishnandan et al.18 hanno esaminato computazionalmente il flusso di nanoparticelle MHD su un foglio che si restringe sotto l'impatto di reazioni chimiche e calore applicato avvicinandosi al punto di stagnazione del fluido micropolare, i loro risultati rivelano che quando il numero di Biot aumenta, la temperatura del nanofluido e la distribuzione di le nanoparticelle aumentano entrambi. Alizadeh et al.19 hanno studiato il trasferimento di calore tra materiali permeabili e pareti di flusso di nanofluidi micropolari esposti a un campo magnetico e a radiazioni di calore. Lo studio Bilal20 prevede nanoparticelle micropolari convettive miste che fluiscono su un foglio verso l'alto con scorrimento e dissipazione ohmica. Lo studio sul flusso di nanofluido micropolare MHD racchiuso da due superfici con radiazione e corrente di Hall è stato condotto da Saeed et al.21. Rafique et al.22 hanno discusso del flusso idromagnetico di nanofluidi micropolari. Patnaik et al.23 hanno utilizzato la tecnica di calcolo ADM-Pade per analizzare il flusso di convezione mista del flusso di nanofluido micropolare MHD con reazione chimica oltre una superficie porosa di stiramento. Aslani et al.24 hanno condotto uno studio sul flusso di fluido micropolare MHD attraverso un foglio di stiramento/restringimento penetrabile con un effetto di radiazione. Gadisa et al.25 hanno utilizzato una tecnica numerica per analizzare l'effetto dello stress di coppia del flusso di nanofluidi micropolari formulando il problema utilizzando un modello di flusso di calore non basato sulla legge di Fourier.