Blog

Dec 29, 2023

Analisi del trasferimento di calore della galleggiabilità opposta al flusso irradiato di nanoparticelle di allumina sparse nell'acqua

Scientific Reports volume 13, numero articolo: 10725 (2023) Cita questo articolo 440 Accessi Dettagli metriche Una correzione dell'autore a questo articolo è stata pubblicata il 17 luglio 2023 Questo articolo è stato

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 10725 (2023) Citare questo articolo

440 accessi

Dettagli sulle metriche

Una correzione dell'autore a questo articolo è stata pubblicata il 17 luglio 2023

Questo articolo è stato aggiornato

Il raffreddamento e il riscaldamento sono due processi critici nei settori dei trasporti e della produzione. Le soluzioni fluide contenenti nanoparticelle metalliche hanno una conduttività termica più elevata rispetto ai fluidi convenzionali, consentendo un raffreddamento più efficace. Pertanto, il presente articolo è un'esplorazione comparativa dell'opposizione di galleggiamento indipendente dal tempo e del flusso di trasferimento di calore di nanoparticelle di allumina sparse nell'acqua come un fluido regolare indotto tramite un cilindro verticale con effetto reciproco del punto di stagnazione e della radiazione. Sulla base di alcuni presupposti ragionevoli, il modello delle equazioni non lineari viene sviluppato e poi affrontato numericamente utilizzando il solutore bvp4c MATLAB integrato. Vengono studiati gli impatti di parametri di controllo assortiti sui gradienti. I risultati rivelano che l’aspetto del fattore di attrito e del trasporto di calore aumenta incorporando nanoparticelle di allumina. Il coinvolgimento del parametro di irraggiamento mostra una tendenza crescente nella velocità di trasferimento del calore, con conseguente miglioramento dell’efficacia del flusso termico. Inoltre, la distribuzione della temperatura aumenta a causa dei parametri di radiazione e curvatura. È evidente che il ramo dei risultati duali esiste nel caso del flusso opposto. Inoltre, per valori più elevati della frazione volumetrica delle nanoparticelle, il ridotto sforzo di taglio e la ridotta velocità di trasferimento del calore sono aumentati rispettivamente di quasi 1,30% e 0,0031% per la soluzione del primo ramo, mentre di quasi 1,24% e 3,13% per il ramo inferiore soluzione.

L'analisi dei nanofluidi è una delle aree di ricerca più impegnative a causa dell'ampia gamma di applicazioni in varie industrie e campi dell'ingegneria. A causa delle loro piccole dimensioni e dell'ampia area precisa, i nanofluidi hanno un'elevata conduttività termica, che favorisce la stabilità a lungo termine e il minimo blocco in una varietà di fenomeni fisici come la macinazione, la refrigerazione elettronica, il pompaggio peristaltico utilizzato nei trattamenti del diabete, la lavorazione meccanica e Presto. Il nanofluido è utilizzato come refrigerante nelle applicazioni industriali. I nanofluidi possono essere sfruttati in una varietà di molte altre applicazioni grazie alle loro nuove proprietà di trasferimento del calore. Nanoparticelle di metalli come oro, rame, argento e alluminio, nonché ossidi metallici come ossido di titanio, allumina e ossido di rame, vengono impiegate in fluidi normali come olio, glicole etilenico e acqua (che hanno scarsa conduttività) per formare nanofluidi. Inoltre, la nanoparticella di allumina (Al2O3) è un tipo di ossido di metallo che ha una varietà di applicazioni grazie alle sue proprietà strutturali e fisico-chimiche uniche, come resistenza all'usura, somministrazione di farmaci, dispersione acquosa, rivestimento della superficie metallica, ecc. Choi e Eastman1 hanno studiato gli aspetti del trasferimento di calore dei nanofluidi, che sono dispersioni colloidali di particelle liquide. Successivamente, Khan e Pop2 hanno esteso il concetto di nanofluido considerando il flusso oltre un foglio di allungamento. Hanno rilevato che la velocità di trasporto del calore diminuisce a causa di ciascun parametro adimensionale. Il concetto di BL nel flusso di nanofluidi (NF) che utilizza nanoparticelle di Ag e Cu è stato sviluppato da Vajravelu et al.3. Hanno scoperto che la larghezza dello strato limite si restringe maggiormente nel caso dell’Ag a base acquosa rispetto ai nanofluidi Cu a base acquosa. Makinde e Aziz4 hanno studiato il comportamento del flusso indotto dai nanofluidi da un foglio di stiramento tenendo conto della condizione al contorno convettiva. Hanno dimostrato che l'impatto del numero di Lewis sulla temperatura del fluido è il più piccolo. Das5 ha analizzato le prestazioni di galleggiamento termico incorporando nanomateriali in un foglio elastico permeabile continuo insieme allo scivolamento e all'assorbimento/generazione di calore. Bachok et al.6 hanno esaminato il problema del flusso instabile adiacente a un punto di stagnazione che incorpora nanoliquidi. Hanno presentato duplici soluzioni per il flusso decelerante. Uddin e Harmand7 hanno esaminato il flusso di nanofluido, dipendente dal tempo, attraverso una superficie verticale della piastra incorporata in un mezzo poroso con convezione libera. Hanno notato che la velocità di trasferimento del calore (RHT) inizialmente aumenta e poi inizia a diminuire a causa della concentrazione delle particelle. I flussi costanti e instabili oltre un foglio in movimento con nanofluido in un flusso libero esterno costante sono stati esaminati da Roşca e Pop8. Hanno eseguito l'analisi della stabilità temporale per verificare la soluzione fisicamente realizzabile (stabile) e pragmatica che la prima soluzione sia stabile. Das9 ha ispezionato il BLF oltre un foglio estensibile poroso irregolare considerando minuscole nanoparticelle con effetti di scivolamento combinati. Ha dimostrato che la concentrazione delle nanoparticelle aumenta a causa del parametro di scorrimento. Reddy e Chamkha10 hanno studiato gli impatti di Soret (SR) e Dufour (DU) sul flusso delle forze di Lorentz in mezzi porosi (PMA) causati da nanoparticelle di TiO2 e Al2O3 a base acquosa. Hanno monitorato un notevole miglioramento nel trasferimento di calore dovuto alla presenza di nanoparticelle. Uddin et al.11 hanno studiato l'impatto della generazione/assorbimento del calore sul flusso magnetico dei nanofluidi attraverso un disco permeabile ruotabile. Hanno determinato che le nanoparticelle di piccole dimensioni, maggiore assorbimento di calore e aspirazione accelerano il processo HT. Le caratteristiche del fenomeno del trasporto di calore per il flusso di nanoparticelle convettive di tipo forzato da un foglio mobile con una sorgente/dissipatore di calore incorporato in un PMA sono state studiate da Ghosh e Mukhopadhyay12. Hanno scoperto risultati doppi quando il flusso libero e la placca viaggiano in direzioni opposte. Waini et al.13 hanno esaminato le impronte SR e DU sul flusso di nanofluido oltre un sottile ago mobile attraverso il modello Tiwari e Das e hanno presentato risultati binari per un singolo valore di un parametro. In presenza di nanoparticelle si è riscontrato che l'UBS del fattore di attrito e l'HT aumentano mentre il coefficiente di trasferimento di massa diminuisce. L'impatto delle forze di Lorentz su un flusso 3D trasversale della direzione del flusso tramite l'incorporazione di nanofluidi utilizzando la correlazione Koo-Kleinstreuer-Lee (KKL) è stato ispezionato da Khan et al.14. Si è scoperto che la velocità di trasferimento di massa diminuisce ma la velocità di trasferimento di calore aumenta a causa del numero di Soret. Uddin et al.15 hanno analizzato l'impatto del campo magnetico sul flusso del punto di stagnazione del nanofluido con trasferimento di calore da un foglio estensibile/restringibile e hanno trovato doppie soluzioni utilizzando un approccio metaeuristico innovativo. Khan et al.16 hanno esplorato lo stimolo della bioconvezione attraverso le direzioni del nanofluido cooperante a flusso incrociato e a flusso incrociato e hanno riportato l'esistenza di soluzioni doppie. Reddy e Goud17 hanno esplorato la regola della radiazione sul flusso 2D verso un SP indotto dal nanofluido attraverso un cilindro estensibile. Hanno osservato che la temperatura e il profilo delle frazioni di nanoparticelle migliorano in risposta all'aumento delle influenze del parametro di radiazione. Asogwa et al.18 hanno esaminato le caratteristiche dell'EMHD sul flusso radiativo del nanofluido Casson attraverso un foglio reattivo estensibile. Hanno percepito che i gradienti aumentano all'aumentare del numero di Hartmann modificato. Goud et al.19 hanno ispezionato l'impatto della radiazione e del riscaldamento Joule sul flusso magnetico del nanofluido attraverso un foglio allungato in modo esponenziale con un mezzo stratificato termicamente. Con valori crescenti del numero di Eckert, il TTBL (spessore dello strato limite termico) aumenta a causa del riscaldamento per attrito. Maggiori informazioni sul significato dei nanofluidi possono essere osservate in articoli recenti20,21,22 con aspetti diversi.