$${\mathrm{ZnO}의 자화 흐름에 대한 열 및 물질 전달 분석

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 8717(2023) 이 기사 인용

243 액세스

측정항목 세부정보

현재 연구는 Darcy Forchheimer 매체에서 Riga 플레이트 위의 ${\mathrm{ZnO}-SAE50}$ 나노윤활제의 자화 흐름의 열 및 물질 전달 특성을 면밀히 조사했습니다. 본 연구에서는 가변 점도, 열복사, 가변 열전도도, 점성 소산 및 균일한 열원/싱크의 효과를 조사합니다. Cattaneo-Christov가 제시한 확산 모델은 열 및 물질 전달 현상을 포함하기 위해 본 연구에 통합되었습니다. 또한, 다양한 용질 확산도와 고차 화학 반응의 영향을 받아 물질 전달 속도를 검사합니다. 열 및 물질 전달 현상은 자연의 모든 곳에서 볼 수 있는 과학 및 기술 분야에서 중요한 응용 분야를 가지고 있습니다. 이러한 동시 운송 현상은 제조 공정, 공기 역학, 냉각 시스템, 환경 과학, 해양학, 식품 산업, 생물학 분야 및 에너지 운송 시스템 등의 다양한 응용 분야를 나타냅니다. 모델링된 PDE 시스템은 적절한 도입으로 비선형 ODE로 변형됩니다. 변형. MATLAB의 뛰어난 bvp4c 방법이 통합되어 ODE의 결과 시스템을 수치적으로 실행합니다. 다양한 새로운 매개변수에 해당하는 속도, 온도 및 농도 프로파일의 결과가 그래픽으로 표시되었습니다. ${\mathrm{ZnO}-SAE50}$ 나노윤활제의 운동은 더 큰 수정된 Hartmann 수로 인해 크게 향상되는 경향이 있는 반면, 다공성 매개변수와 가변 점도 매개변수가 증가하면 반대 거동이 보고됩니다. 가변 열전도율 매개변수에 대해 더 큰 열 전달 속도가 관찰됩니다. 열 및 물질 전달 속도는 각각 열 및 용해 시간 완화 매개변수에 따라 느려집니다. 화학 반응의 차수와 가변 질량 확산 매개변수를 증가시킴으로써 농도 프로파일이 강화됩니다. 고체 부피 분율을 최대 $1.5%$까지 증가시키면 나노윤활제의 점도가 최대 $12\%$까지 향상되어 결과적으로 나노윤활제의 움직임이 느려지지만 온도 및 농도 프로파일은 증가한다는 결론을 내렸습니다.

최근 몇 년 동안 과학자와 엔지니어의 주요 관심사 중 하나는 전기 전도성 유체의 흐름을 관리하는 것입니다. 질량 및 열 전달과 관련된 산업 및 기술 작업에서 이러한 유체는 다양한 방식으로 제어된 조건에서 흐를 수 있습니다. 그러나 고분자 분야에서 전자기체 힘의 도움으로 연구자들은 송풍/흡입 및 벽 운동 방법을 포함하여 유체 흐름을 제어하는 몇 가지 전통적인 방법을 도입했습니다. 외부 자기장을 적용하면 액체 금속, 전해질 및 플라즈마 등과 같은 더 큰 전기 전도성으로 유체의 흐름을 크게 변경할 수 있습니다. 자기장은 유체의 열물리 특성을 강화하는 데 여러 용도로 사용되기 때문에 유체 역학에서 중요한 역할을 합니다. . Prasannakumara와 Gowda1는 열영동 입자 증착과 균일한 자기장의 영향 하에서 복사 흐름의 열 및 물질 전달 특성을 조사했습니다. Umavathi et al.2는 평행 디스크 사이의 자화된 Casson 나노유체의 압착 흐름을 논의했습니다. 지구 과학 및 점성술과 같은 분야에서는 전기 전도성이 좋지 않은 여러 액체를 접하게 됩니다. 향상된 전도성 및 기타 열물리적 특성을 통해 열 흐름 속도를 높이려면 외장재가 필요한 경우가 많습니다. 이 외부 에이전트는 자기 구성 요소이거나 불연속 전극이 있는 영구적으로 고정된 일련의 자석일 수 있습니다. Riga 플레이트는 이러한 종류의 공식을 최초로 사용한 Gailitis3에 의해 공식적으로 소개되었습니다. 유체 흐름의 거동에 영향을 미치는 산업 공정에서 널리 수용되었기 때문에 Riga 플레이트는 현재 구성에서 특히 유리합니다. Shafiq 등4은 Walters-B 모델을 사용하여 Riga 판 위의 유체 흐름을 연구했습니다. 유체 흐름에서 나노입자 거동과 혼합 대류를 조사하기 위해 Adeel 등은 수직으로 배치된 Riga 플레이트를 사용했습니다. Rasool 등6은 열 복사가 리가 플레이트 위의 나노액체 흐름에 어떻게 영향을 미치는지 조사했습니다.

0\) for liquids and ${\epsilon }_{1}<0$ for gases./p>0\) demonstrate the absence of heat source-sink and the existence of heat sink and source respectively. By emerging the values of $S$, the temperature of the nanolubricant increases. By virtue of the exchanger that the heat sink serves as, heat generated by the surface will be transported into the nanolubricant. As a result, in heat sink case, the thermal distribution is low, and in heat source case, the surface produces the temperature. The existence of a heat source represents better thermal performance for both the cases (Newtonian heating and constant wall temperature) than a heat sink. The change in the temperature profile $\theta (\eta )$ with enhancing $Pr$ for NH and CWT conditions has been sketched in Fig. 13. The temperature of the nanolubricant drops for greater $Pr$. This happens because for higher values of $Pr$ thermal diffusivity of the nanolubricant gets decreased, which causes the temperature profile $\theta \left(\eta \right)$ to drop. Figure 14 visualizes the impact of ${\epsilon }_{2}$ on temperature profile $\theta (\eta )$ for both the cases (NH and CWT). The heating phenomenon is effectively supported by increasing the values of thermal conductivity parameter. The use of materials with variable thermal property is found to be an aid in accelerating heat transmission. The response of the temperature profile $\theta (\eta )$ corresponding to thermal relaxation parameter ${\lambda }_{h}$ for NH and CWT situations has been demonstrated in Fig. 15. The sketch shows that temperature of the nanolubricant consequently falls for both the cases (NH and CWT) with the enhancing values of thermal relaxation parameter ${\lambda }_{h}$. Physically, a drop in the related boundary layer thickness is revealed by growing ${\lambda }_{h}$, by which the temperature of the nanolubricant drops./p>