Аспекти перенесення тепла та маси потоком нанофлюїдів до вертикальної плоскої поверхні під впливом електрифікованих наночастинок та електричного числа Рейнольдса
Анотація
У цьому дослідженні розглядаються аспекти тепло- та масообміну природного конвективного потоку нанофлюїду вздовж вертикальної плоскої поверхні, що включає електрифіковані наночастинки та електричне число Рейнольдса. У той час як звичайні моделі нанофлюїдів, такі як модель Буонджорно, не помічають механізми електризації наночастинок і електричних чисел Рейнольдса, це дослідження розглядає механізми електризації наночастинок і електричних чисел Рейнольдса, обґрунтовуючи їх актуальність, особливо коли трибоелектризація є результатом броунівського руху. Таке включення електричного числа Рейнольдса та механізму електризації наночастинок є унікальним аспектом цього дослідження. Використовуючи метод подібності та безрозмірність, керівні диференціальні рівняння в частинних похідних потоку перетворюються на набір локально подібних рівнянь. Розв’язувач bvp4c MATLAB використовується для вирішення цього набору рівнянь разом із граничними умовами. Отримані результати підтверджуються порівнянням з результатами раніше опублікованих робіт. Наведено графічні представлення числових результатів безвимірної швидкості, концентрації та температури щодо параметра електризації наночастинок та електричного числа Рейнольдса. У табличній формі розглянуто сукупний вплив параметра електризації наночастинок та електричного числа Рейнольдса на безрозмірні коефіцієнти тепло- та масовіддачі. Крім того, графічно досліджено вплив параметра електризації наночастинок як на тепло-, так і на масообмін для різних значень параметра броунівського руху. Основний висновок цього дослідження вказує на те, що механізм електризації наночастинок прискорює передачу тепла та маси від плоскої поверхні до нанорідини, що передбачає багатообіцяючі перспективи використання в системах охолодження та біомедичних додатках.
Завантаження
Посилання
S.U.S. Choi, Z.G. Zhang, W. Yu, F.E. Lockwood, and E.A. Grulke, “Anomalously thermal conductivity enhancement in nanotube suspensions,” Applied Physics Letters, 79, 2252-2254 (2001). https://doi.org/10.1063/1.1408272
J. Buongiorno, “Convective transport in nanofluids,” ASME J. Heat Transf. 128, 240-250 (2006). https://doi.org/10.1115/1.2150834
A.V. Kuznetsov, and D.A. Nield, “Natural convective boundary-layer flow of a nanofluid past a vertical plate,” Int. J. Thermal Sci. 49, 243-247 (2010). https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2009.07.015
W.A. Khan, and A. Aziz, “Natural convection flow of a nanofluid over a vertical plate with uniform surface heat flux,” Int. J. Therm. Sci, 50, 1207-1214 (2011). https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2011.02.015
A. Aziz, and W.A. Khan, “Natural convective boundary layer flow of a nanofluid past a convectively heated vertical plate,” International Journal of Thermal Sciences, 52, 83-90 (2012). https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2011.10.001
S. Das, and R.N. Jana, “Natural convective magneto-nanofluid flow and radiative heat transfer past a moving vertical plate,” Alexandria Engineering Journal, 54, 55-64 (2015). https://doi.org/10.1016/j.aej.2015.01.001
M. Goyal, and R. Bhargava, “Simulation of natural convective boundary layer flow of a nanofluid past a convectively heated inclined plate in the presence of magnetic field,” Int. J. Appl. Comput. Math, 4, 63 (2018). https://doi.org/10.1007/s40819-018-0483-0
S.P. Jeevandhar, V. Kedla, N. Gullapalli, and S.K. Thavada, “Natural Convective Effects on MHD Boundary Layer Nanofluid Flow over an Exponentially Accelerating Vertical Plate,” Biointerface Research in Applied Chemistry, 11(6), 13790–13805 (2021). https://doi.org/10.33263/BRIAC116.1379013805
Y.D. Reddy, and B.S. Goud, “Comprehensive analysis of thermal radiation impact on an unsteady MHD nanofluid flow across an infinite vertical flat plate with ramped temperature with heat consumption,” Results in Engineering, 17, 100796 (2023). https://doi.org/10.1016/j.rineng.2022.100796
S. Dey, S. Mukhopadhyay, and K. Vajravelu, “Nonlinear natural convective nanofluid flow past a vertical plate,” Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 1-23 (2024). https://doi.org/10.1080/10407782.2024.2302966
S.L. Soo, “Effect of electrification on the dynamics of a particulate system,” Industrial and Engineering Chemistry Fundamentals 3, 75-80 (1964). https://doi.org/10.1021/i160009a013
Z. Kang, and L. Wang, “Effect of thermal-electric cross coupling on heat transport in nanofluids,” Energies, 10(1), 1-13 (2017). https://doi.org/10.3390/en10010123
A.K. Pati, A. Misra, and S.K. Mishra, “Effect of electrification of nanoparticles on heat and mass transfer in boundary layer flow of a copper water nanofluid over a stretching cylinder with viscous dissipation,” JP journal of heat and mass transfer, 17(1), 97 117 (2019). http://dx.doi.org/10.17654/HM017010097
M. Mahrukh, A. Kumar, S. Gu, S. Kamnis, and E. Gozali, “Modeling the Effects of Concentration of Solid Nanoparticles in Liquid Feedstock Injection on High-Velocity Suspension Flame Spray Process,” Ind. Eng. Chem. Res. 55, 2556-2573 (2016). https://doi.org/10.1021/acs.iecr.5b03956
H.F. Oztop, and E. Abu-Nada, “Numerical study of natural convection in partially heated rectangular enclosures filled with nanofluids,” International Journal of Heat Fluid Flow, 29, 1326-1336 (2008). https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2008.04.009
M.H. Habibi, and P. Jahangiri, “Forced convection boundary layer magnetohydrodynamic flow of nanofluid over a permeable stretching plate with viscous dissipation,” Thermal Science, 18(Suppl. 2), 587-598 (2014). https://doi.org/10.2298/TSCI120403049H
Авторське право (c) 2024 Адітя Кумар Паті, Суджит Мішра, Ашок Місра, Сародж Кумар Мішра
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
