Чисельне дослiдження впливу термiчної та масової стратифiкацiї на хiмiчно реагуючий нестацiонарний МГД-потiк нанофлюїду повз осцилюючу вертикальну пластину через пористе середовище
Анотація
Метою цього дослiдження є вивчення спiльного впливу термiчної та масової стратифiкацiї на нестацiонарну магнiтогiдродинамiчну нанофлюїд повз вертикально коливальну пластину зi змiнною температурою. Основнi рiвняння задачi розв’язуються чисельно за допомогою неявного пiдходу Кренка-Нiколсона. Значнi результати термiчної та масової стратифiкацiї контрастують iз середовищем, де стратифiкацiя вiдсутня. Швидкiсть зменшується при обох типах стратифiкацiї, тодi як температура зменшується при термiчнiй стратифiкацiї, а концентрацiя зменшується при масовiй стратифiкацiї. Ми використовуємо графiки, щоб продемонструвати вплив рiзних параметрiв, у тому числi фазового кута, теплового випромiнювання, напруженостi магнiтного поля, джерел тепла/стiкача та хiмiчних реакцiй. Крiм того, обчислюються та представленi графiчно коефiцiєнт шкiрного тертя, число Нуссельта та число Шервуда. Результати пiдкреслюють критичну роль стратифiкацiї в покращеннi динамiки рiдини та пiдвищеннi ефективностi процесiв тепло- та масообмiну, надаючи важливу iнформацiю для iнженерних та екологiчних застосувань за подiбних обставин.
Завантаження
Посилання
S.U.S. Choi, and J.A. Eastman, Enhancing thermal conductivity of fluids with nanoparticles. Technical report, (Argonne National Lab.(ANL), Argonne, IL, United States, 1995). https://ecotert.com/pdf/196525_From_unt-edu.pdf
H.F. Oztop, and E. Abu-Nada, "Numerical study of natural convection in partially heated rectangular enclosures filled with nanofluids," International journal of heat and fluid flow, 29(5), 1326–1336 (2008). https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2008.04.009
S. Das, and R.N. Jana, "Natural convective magneto-nanofluid flow and radiative heat transfer past a moving vertical plate," Alexandria Engineering Journal, 54(1), 55–64 (2015). https://doi.org/10.1016/j.aej.2015.01.001
S. Das, R.N. Jana, and O.D. Makinde, "Transient natural convection in a vertical channel filled with nanofluids in the presence of thermal radiation," Alexandria Engineering Journal, 55(1), 253–262 (2016). https://doi.org/10.1016/j.aej.2015.10.013
M.M. Rashidi, E. Momoniat, M. Ferdows, and A. Basiriparsa, "Lie group solution for free convective flow of a nanofluids past a chemically reacting horizontal plate in a porous media," Mathematical Problems in Engineering, 2014, (2014). https://doi.org/10.1155/2014/239082
M.H. Abolbashari, N. Freidoonimehr, F. Nazari, and M.M. Rashidi, "Entropy analysis for an unsteady mhd flow past a stretching permeable surface in nano-fluid," Powder Technology, 267, 256–267 (2014). https://doi.org/10.1016/j.powtec.2014.07.028
P.K. Kameswaran, M. Narayana, P. Sibanda, and P.V.S.N. Murthy, "Hydromagnetic nanofluid flow due to a stretching or shrinking sheet with viscous dissipation and chemical reaction effects," International Journal of Heat and Mass Transfer, 55(25-26), 7587–7595 (2012). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2012.07.065
T.G. Motsumi, and O.D. Makinde, "Effects of thermal radiation and viscous dissipation on boundary layer flow of nanofluids over a permeable moving flat plate,’ Physica Scripta, 86(4), 045003 (2012). https://dx.doi.org/10.1088/0031-8949/86/04/045003
M. Sheikholeslami, S.Abelman, and D.D. Ganji, "Numerical simulation of mhd nanofluid flowand heat transfer considering viscous dissipation," International Journal of Heat and Mass Transfer, 79, 212–222 (2014). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.08.004
A.J. Chamkha, and A.M. Aly, "MHD free convection flow of a nanofluid past a vertical plate in the presence of heat generation or absorption effects," Chemical Engineering Communications, 198(3), 425–441 (2010). https://doi.org/10.1080/00986445.2010.520232
M. Turkyilmazoglu, "Exact analytical solutions for heat and mass transfer of mhd slip flow in nanofluids," Chemical Engineering Science, 84, 182–187 (2012). https://doi.org/10.1016/j.ces.2012.08.029
S.M. Fotukian, and M.N. Esfahany, "Experimental study of turbulent convective heat transfer and pressure drop of dilute cuo/water nanofluid inside a circular tube," International communications in heat and mass transfer, 37(2), 214–219 (2010). https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2009.10.003
M. Sheikholeslami, M.G. Bandpy, R. Ellahi, and A. Zeeshan, "Simulation of MHD cuo–water nanofluid flow and convective heat transfer considering lorentz forces," Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 369, 69–80 (2014). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2014.06.017
N. Sandeep, and M.G. Reddy, "Heat transfer of nonlinear radiative magnetohydrodynamic cu-water nanofluid flow over two different geometries," Journal of Molecular Liquids, 225, 87–94 (2017). https://doi.org/10.1016/j.molliq.2016.11.026
P.C. Reddy, M.C. Raju, and G.S.S. Rajum, "Free convective heat and mass transfer flow of heat-generating nanofluid past a vertical moving porous plate in a conducting field," Special Topics and Reviews in Porous Media: An International Journal, 7(2), 2016. https://doi.org/10.1615/SpecialTopicsRevPorousMedia.2016016973
B. Mahanthesh, B.J. Gireesha, and R.S.R. Gorla, "Heat and mass transfer effects on the mixed convective flow of chemically reacting nanofluid past a moving/stationary vertical plate," Alexandria engineering journal, 55(1), 569–581 (2016). https://doi.org/10.1016/j.aej.2016.01.022
R. Vemula, L. Debnath, and S. Chakrala, "Unsteady mhd free convection flow of nanofluid past an accelerated vertical plate with variable temperature and thermal radiation," International Journal of Applied and Computational Mathematics, 3(2), 1271–1287 (2017). https://doi.org/10.1007/s40819-016-0176-5
C.-Y. Cheng, "Double-diffusive natural convection along a vertical wavy truncated cone in non-newtonian fluid saturated porous media with thermal and mass stratification," International Communications in Heat and Mass Transfer, 35(8), 985–990 (2008). https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2008.04.007
C.-Y. Cheng, "Combined heat and mass transfer in natural convection flow from a vertical wavy surface in a power-law fluid saturated porous medium with thermal and mass stratification," International Communications in Heat and Mass Transfer, 36(4), 351–356 (2009). https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2009.01.003
A. Paul, R.K. Deka, et al., "Unsteady natural convection flow past an infinite cylinder with thermal and mass stratification," Int. J. Eng. Math. 2017, 8410691 (2017). https://doi.org/10.1155/2017/8410691
P.M. Krishna, N. Sandeep, and R.P. Sharma, "Computational analysis of plane and parabolic flow of mhd carreau fluid with buoyancy and exponential heat source effects," The European Physical Journal Plus, 132, 202–216 (2017). https://doi.org/10.1140/epjp/i2017-11469-9
T. Gowri, and A. Selvaraj, "Rotational effect of unsteady mhd-parabolic flow past a vertical plate through porous medium with uniform temperature mass diffusion," International Journal of Mechanical Engineering, 6, 2468–2473 (2021). https://www.kalaharijournals.com/resources/DEC_337.pdf
A. Selvaraj, S.D. Jose, R. Muthucumaraswamy, and S. Karthikeyan, "MHD-parabolic flow past an accelerated isothermal vertical plate with heat and mass diffusion in the presence of rotation," Materials Today: Proceedings, 46, 3546–3549 (2021). https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.12.499
R.S. Nath, and R.K. Deka, "The effects of thermal stratification on flow past an infinite vertical plate in presence of chemical reaction," East European Journal of Physics, (3), 223–232 (2023). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-3-19
N. Kalita, R.K. Deka, and R.S. Nath, "Unsteady flow past an accelerated vertical plate with variable temperature in presence of thermal stratification and chemical reaction," East European Journal of Physics, (3), 441–450 (2023). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-3-49
R.S. Nath, R.K. Deka, and H. Kumar, "The effect of thermal stratification on unsteady parabolic flow past an infinite vertical plate with chemical reaction," East European Journal of Physics, (4), 77–86 (2023). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-4-08
R.S. Nath, and R.K. Deka, "Theoretical study of thermal and mass stratification effects on mhd nanofluid past an exponentially accelerated vertical plate in a porous medium in presence of heat source, thermal radiation and chemical reaction," International Journal of Applied and Computational Mathematics, 10(2), 92 (2024). https://doi.org/10.1007/s40819-024-01721-9
R.S. Nath, and R.K. Deka, "Thermal and mass stratification effects on MHD nanofluid past an exponentially accelerated vertical plate through a porous medium with thermal radiation and heat source," International Journal of Modern Physics B, 2550045 (2024). https://doi.org/10.1142/S0217979225500456
R.S. Nath, and R.K. Deka, "Thermal and mass stratification effects on unsteady parabolic flow past an infinite vertical plate with exponential decaying temperature and variable mass diffusion in porous medium," ZAMM-Journal of Applied Mathematics and Mechanics/Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik, 104(6), e202300475 (2024). https://doi.org/10.1002/zamm.202300475
R.S. Nath, and R.K. Deka, "A numerical study on the mhd ternary hybrid nanofluid (cu-al2o3-tio2/h2o) in presence of thermal stratification and radiation across a vertically stretching cylinder in a porous medium," East European Journal of Physics, (1), 232–242 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-1-19
M. Sheikholeslami, H.R. Kataria, and A.S. Mittal, "Effect of thermal diffusion and heat generation on mhd nanofluid flow past an oscillating vertical plate through porous medium," Journal of Molecular Liquids, 257, 12–25 (2018). https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.02.079
R. Rammoorthi, and D. Mohanavel, "Influence of radiative magnetic field on a convective flow of a chemically reactive hybrid nanofluid over a vertical plate," Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences, 105(1), 90–106 (2023). https://doi.org/10.37934/arfmts.105.1.90106
S. Rosseland, Astrophysik und atom-theoretische Grundlagen, (Springer-verlag, berlin, 1931).
B. Carnahan, H.A. Luther, and J.O. Wilkes, Applied numerical methods, (john willey and sons. Inc., New York, 1969), pp. 168–169.
V.M. Soundalgekar, and P. Ganesan, "Finite-difference analysis of transient free convection with mass transfer on an isothermal vertical flat plate," International Journal of Engineering Science, 19(6), 757–770 (1981). https://doi.org/10.1016/0020-7225(81)90109-9
Авторське право (c) 2024 Хемант Агарвал, Шьяманта Чакрабортi, Рупам Шанкар Нат
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).
