Inspeção de condições de salto térmico em nanofluidos com nanopartículas e múltiplos efeitos de deslizamento

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 5586 (2022) Citar este artigo

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A importância das condições de contorno de deslizamento com implicações de radiação térmica em um fluxo constante de nano suspensão sobre um disco giratório com um campo magnético constante é discutida nesta investigação. Aqui, óxido de ferro \(\left( {Fe_{3} O_{4} } \right)\), dióxido de zircônio \(\left( {ZrO_{2} } \right)\), e titânio \(\left( {Ti} \right)\) são recrutados como nanopartículas e água \(\left( {H_{2} O} \right)\) como fluido hospedeiro. As transformações de similaridades apropriadas são usadas para transferir as EDPs principais para um sistema de EDOs não lineares. O conjunto de EDOs é então resolvido por meio de abordagem de disparo (solucionador bvp4c), uma função integrada no MATLAB. Os resultados representativos dos parâmetros físicos do fluxo, como radiação térmica e parâmetros de deslizamento de velocidade, são revelados e esclarecidos com a ajuda de figuras. O parâmetro de deslizamento reduz significativamente os perfis de velocidade, de acordo com esta investigação. A pressão diminui para as estimativas mais altas do parâmetro magnético. O perfil térmico foi elevado para os valores crescentes do parâmetro de radiação térmica. Meteorologia, pesquisa meteorológica, atmosférica, engenharia bioquímica, engenharia de energia, produção de transporte, transformações de energia solar, microfabricação de sensores, copos na fabricação de polímeros e outros campos se beneficiarão deste modelo sugerido. O estudo sugerido foi desenvolvido em resposta a esses tipos de consequências práticas. Este trabalho é o único que investiga as consequências de um campo magnético, condições de contorno de deslizamento e radiação térmica no fluxo de nanopartículas através de um disco. O estudo recente é inovador e poderia ser usado por outros pesquisadores para aprender mais sobre o comportamento da troca de calor e a confiabilidade dos fluidos de trabalho.

Nanofluidos são uma combinação de nanopartículas e fluido hospedeiro. Concentrações coloidais de nanopartículas em um líquido base formam estas. A baixa condutividade térmica está presente em tais fluidos básicos. Devido à sua criação, as nanopartículas estão sendo utilizadas para enriquecer a eficiência do transporte de calor em fluidos básicos. Eles também ajudam a aumentar a capacidade térmica. Os fluidos básicos têm um fenômeno termofísico muito baixo. Nanopartículas são utilizadas para aumentar a intensidade da transmissão de calor em um fluido base devido à sua produção; eles também contribuem para o aumento dos fenômenos físicos térmicos. Eles têm características químicas e físicas distintas. Seguindo o trabalho pioneiro realizado nesta área, ocorreu um tremendo desenvolvimento através do Choi1. Eshgarf et al.2 exploraram o consumo máximo de energia e foi apresentado um estudo das características, preparação, modelagem e estabilização de nanofluidos híbridos. Sathyamurthy et al.3 analisaram nanofluidos utilizados em um estudo para resfriar um painel fotovoltaico. Utilizando a equação elíptica modificada, Wakif et al.4 examinam o impacto da radiação térmica na estabilidade da nanossuspensão híbrida. Nanofluidos em coletores concentradores: Inovações e possibilidades significativas foram apresentadas por Buongiorno et al.5. A transferência de calor e produção de entropia com novos nanofluidos híbridos \(Co_{3} O_{4}\) foram apresentadas por Said et al.6. Giwa et al.7 examinaram minuciosamente os resultados da suspensão da base, calor e concentração no ajuste da curva. Hashemi et al.8 demonstraram que o calor do tubo duplo em hélice é transferido, o gradiente térmico laminar e as propriedades de fluxo de dois nanofluidos híbridos distintos usando um novo tabulador cônico curvo. O impacto do calor nos nanofluidos híbridos foi estudado por Wole-Osho et al.9. Utilizando um novo gerador de vórtice, Ajarostaghi et al.10 examinaram a simulação computacional de fluxo turbulento e transporte de calor de nanopartículas híbridas em um tubo. O período das energias renováveis ​​é atualmente um dos problemas mais difíceis e críticos que a civilização enfrenta. A eletricidade solar é uma solução econômica para esse problema. A energia solar também é uma forma natural de gerar eletricidade e energia. A energia solar é transferida sob a forma de radiação térmica, que é crucial para uma variedade de fins técnicos, tais como centrais eléctricas avançadas, reactores nucleares refrigerados a gás e turbinas a gás. A importância da transmissão de calor por radiação térmica no projeto de dispositivos relevantes não pode ser exagerada. Os resultados radiativos são usados ​​para executar o procedimento de transporte de calor na indústria de procedimentos compostos. Nos últimos anos, uma grande quantidade de pesquisas foi feita sobre orientação, troca de calor por convecção, modelagem e programas associados. O desempenho dos nanofluidos pode ser estendido incorporando mais de uma nanopartícula ao fluido base, resultando em um nanofluido híbrido. Nanofluidos híbridos estão agora sendo estudados numericamente e experimentalmente. Hussain et al.11 estudaram a fase de radiação térmica; a transmissão de calor de um nanofluido híbrido foi investigada. Wakif et al.12 investigaram o modelo nano líquido generalizado de Buongiorno e deliberaram sobre os impactos da radiação térmica e da qualidade da superfície na nanossuspensão híbrida. Muhammad et al.13 exploraram a interação do movimento do nanofluido Jeffery com o fluxo cruzado e a importância da condutividade térmica variável. Muhammad et al.14 analisaram a modelagem de elementos de fusão em nanofluidos produzidos com radiação térmica sobre a folha. Huang et al.15 investigaram as propriedades de proteção de energia térmica de polímeros transparentes Gd2Zr2O7/GdMnO3 termicamente condutores. Mesgarpour et al.16 investigaram o uso de painéis solares para resfriamento: implementação computacional do novo conceito em materiais porosos para radiação de calor. Ijaz et al.17 investigaram os efeitos da condutividade térmica no fluxo de fluidos ferromagnéticos. A transmitância de superfície dinamicamente ajustável é empregada para construir mecanismos de ação dinâmicos de radiação térmica, de acordo com Zeng et al.18. Waqas et al.19 analisaram o fluxo de cruzamento de nanopartículas com radiação térmica, energia cinética e mecanismo de fusão. Fluxo de convecção natural em domínio restrito: eletrohidrodinâmica e efeitos de calor radiativo, Roy et al.20. O processamento de alimentos, a fabricação de papel e o tratamento de fios e fibras são exemplos de fluxos de fluidos não newtonianos gerados por uma folha esticada que tem sido amplamente pesquisada. Nesses processos, a taxa de resfriamento no processo de transferência de calor tem um impacto importante na qualidade do produto final. Uma das características mais importantes para regular a taxa de resfriamento e criar um produto de alta qualidade é o parâmetro MHD. A teoria espectral para o fluxo de fluido Casson em um canal no MHD foi descoberta por Sheikh et al.21. Os fluxos de nanofluidos híbridos foram representados por Krishna et al.22 como um fluxo MHD radiativo através de um exponencial infinito capaz de resistir à superfície porosa. Haq et al.23 investigaram a reação química e a massa de troca de calor cada vez mais aquecida e a transferência de calor, bem como o fluxo de MHD através de uma placa vertical. Usando um método Galerkin, Hamid et al.24 investigaram o fluxo de nanofluidos MHD sobre canais. A influência da forma do MHD em nanofluidos do tipo Ferro-Brinkman foi calculada por Saqib et al.25. O reflexo da produção e absorção de calor no fluxo MHD de nanofluidos híbridos acima de uma folha exponencial bidirecional foi estudado por Zainal et al.26. Uma investigação da produção de entropia no fluxo de água MHD sobre uma placa em avanço foi explorada por Abdelhameed27. A modelagem de fluxo convectivo MHD usando pós híbridos foi investigada por Shafee et al.28. Dawar et al.29 estudaram o fluxo MHD da nanossuspensão de Williamson através de uma placa estendida não linear com potencial químico. Kumar et al.30 examinaram o fluxo do MHD e como o calor é transportado através de discos porosos de forma laminar. Mais trabalhos sobre nanofluidos e nanopartículas são realizados31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41.