Повышенная термическая эффективность модулированного электроосмосом перистальтического потока модифицированной гибридной наножидкости с химическими реакциями

Oct 13, 2023

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 13756 (2022) Цитировать эту статью

929 Доступов

5 цитат

Подробности о метриках

В данном анализе исследованы тепловые и реточные свойства модифицированных гибридных наножидкостей (МНФ) под воздействием электроосмоса и гомогенно-гетерогенных химических реакций. Для контроля характеристик МНФ с водой в качестве рабочей жидкости используются три типа наночастиц Cu, CuO и Al2O3. Определение явления нагрева исследуется путем учета влияния формы НЧ, температурно-зависимой вязкости, джоулевого нагрева, выделения/поглощения тепла и вязкого рассеяния. В этом исследовании предполагаются равные коэффициенты диффузии для автокатализатора и реагентов. Формулировка модели содержит сильно нелинейную систему УЧП, которая преобразуется в ОДУ при физических предположениях со смазкой и Дебая-Хюккеля. Обработка решения включает в себя метод гомотопического возмущения для решения основных дифференциальных уравнений. Главный результат показывает, что добавление параметра гетерогенной реакции помогает улучшить профиль концентрации. В результате температурная кривая уменьшается с увеличением объемной доли НЧ. Модифицированные гибридные НФ имеют более высокую скорость теплоотдачи по сравнению с базовыми Н20 или обычными Al2O3–H20 и гибридными Cu + Al2O3–H20 НФ. Градиент давления уменьшается за счет улучшения электроосмотического параметра. Дальнейшее сравнение аналитических (HPM) и численных результатов (NDSolve) показывает, что оба результата хорошо согласуются.

Теплоперенос считается одним из основных и решающих явлений в различных областях технологий. Термическая динамика наножидкостей (НЖ) чрезвычайно интересна и нова с точки зрения приложений. NF — неизбежный класс жидкостей с исключительной способностью к теплопередаче благодаря взвешенным наноразмерным частицам в базовой жидкости. НФ представляют собой постоянную смесь мельчайших металлических частиц (5–100 нм) с рабочими жидкостями, такими как керосин, вода, масла, EG и т. д. Полученные жидкости, называемые НФ, обладают превосходной теплопроводностью1,2,3, однородностью, высокой стабильностью. и низкий уровень загрязнения, что делает их универсально используемыми средами в различных сферах деятельности, включая автомобилестроение, энергетику, экструзионное оборудование, химическое производство, солнечные коллекторы, очистители воздуха, электронику, ядерные системы. и лекарственная терапия. Экспериментальные исследования также показывают, что TC НФ зависит от ряда аспектов, таких как объемная доля частиц, размер частиц, структура частиц, основной жидкий материал, кластеризация, добавки, температура и кислотность НФ4,5. В спектре размеров наножидкости отношение поверхности частицы к объему частицы настолько велико, что любые взаимодействия обусловлены силами ближнего действия, такими как поверхностные силы и притяжение Ван-дер-Ваальса. Буонджорно6 исследовал конвективную наножидкостную транспортировку, принимая во внимание броуновское движение и термофорез. В своих исследованиях он заметил, что броуновская и термофоретическая диффузия являются ключевыми факторами необычайного увеличения теплопередачи НФ. Тивари и Дас7 разработали транспортировку НФ, введя в механизм теплопередачи НФ размер мельчайших материалов, теплопроводность, вязкость и объемную долю. Lazarus8 рассмотрел применение NF в различных явлениях теплопередачи. Немногие недавние исследования, проведенные в этом направлении, также можно увидеть по ссылкам9,10,11,12,13,14.

Колебания за счет поперечных поступательных волн, передающихся через гибкую стенку, приводили к непрерывным периодическим колебаниям мышечных проводников, называемым перистальтикой. Этот вид потока создается прогрессивной волной, перемещающейся от низкого давления к высокому вдоль границ тракта под действием насоса. Перистальтический поток — это явление естественного транспорта, при котором жидкость организма перемещается из одного места в другое посредством непрерывного расслабления и сокращения мышц. Перистальтическое движение во время процедуры смазки широко обсуждалось Шапиро и др.15. Акрам и др.16 исследовали влияние наножидкости на перистальтический транспорт через асимметричный канал. Аббаси и др.17 исследовали второй закон анализа перистальтического движения наножидкости на основе H2O. Аналитическое решение полученной системы получено с помощью HPM. Акбар и др.18 исследовали влияние тока Холла и радиационного теплового потока на перистальтический транспорт наножидкости со скоростью необратимости. Редди и др.19 исследовали скорость энтропии потока NF золотой крови в микроканале.