Вплив комбінованих хімічних реакцій та теплової дисперсії на конвективний потік у пористому середовищі з гібридною нанорідиною
Анотація
Це дослідження характеризується чисельним аналізом впливу теплової дисперсії на потік тепло- та масопереносу до розтягуваної пластини в насиченому пористому середовищі, заповненому гібридною нанорідиною Cu/Al2O3-вода, враховуючи наявність гомогенних (HOM)-гетерогенних (HET) хімічних реакцій. Побудовано нову модель хімічних реакцій (HOM-HET), де реакції (HET) відбуваються на поверхнях твердої матриці в пористому середовищі та пластині, дотримуючись кінетики першого порядку. На відміну від цього, гомогенна реакція (HOM) відбувається в рідкій фазі та описується ізотермічною кубічною автокаталітичною кінетикою. Явища імпульсу, енергії та масопереносу визначаються набором диференціальних рівнянь з частинними похідними з відповідними перетвореннями подібності, які дають чотири зв'язані нелінійні звичайні диференціальні рівняння. Отримана система рівнянь, що визначає, розв'язується чисельно за допомогою обчислювально ефективної схеми скінченних різниць. Числові результати перевірено шляхом порівняння з наявними даними, що показує хорошу узгодженість. Числові результати демонструють вплив фізичних параметрів керування на динаміку потоку, розподіл тепла та профілі концентрації розчинених речовин. Крім того, ключові характеристики розчину, включаючи число Нуссельта та коефіцієнт тертя поверхні, зведені в таблиці.
Завантаження
Посилання
K. Khanafer and K. Vafai, J. Therm. Anal. Calorim. 135, 1479 (2019). https://doi.org/10.1007/s10973-018-7565-4
K. Vafai, Handbook of porous media, third Ed., (CRC Press, New York, 2015). https://doi.org/10.1201/b18614
Y. Mahmoudi, K. Hooman and K. Vafai, Convective Heat Transfer in Porous Media, first Ed., (CRC Press, New York, 2019). https://doi.org/10.1201/9780429020261
D.A. Nield and A. Bejan, Convection in Porous Media, fifth Ed., (Springer, New York, 2017). https://doi.org/10.1007/978-3-319-49562-0
C. Sowmiya and B.R. Kumar, Therm. Sci. Eng. Prog. 53, 102772 (2024). https://doi.org/10.1016/j.tsep.2024.102772
S. Khalil, T. Abbas and R. Nawaz, Nano-Struct. Nano-Objects, 40, 101350 (2024). https://doi.org/10.1016/j.nanoso.2024.101350
D. Pal, and G. Mandal, J. Pet. Sci. Eng. 126, 16 (2015). https://doi.org/10.1016/j.petrol.2014.12.006.
J.A. Adigun, A. Adeniyan and I.O. Abial, Int. Commun. Heat Mass Transfer, 126, 105479 (2021). https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2021.105479
S. Nandi, B. Kumbhakar, and S. Sarkar, Int. Commun. Heat Mass Transfer, 130, 105791 (2022). https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2021.105791
K.K. Asogwa, B.S. Goud, Y.D. Reddy and A.A. Ibe, Results Eng. 15, 100518 (2022). https://doi.org/10.1016/j.rineng.2022.100518
P.K. Kameswaran, P. Sibanda, Bound. Value Probl. 2013 (2013) 1-12. https://doi.org/10.1186/1687-2770-2013-243.
A.M. Bouaziz, S. Hanini, J. Mech. 32 (2016) 441 – 451. https://doi.org/10.1017/jmech.2016.18.
M.A. Sheremet, I. Pop, and N. Bachok, Int. J. Heat Mass Transfer 92, 1053 (2016). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.09.071
Ch. RamReddy and Ch. Venkata Rao, Nonlinear Eng. 6, 277 (2017). https://doi.org/10.1515/nleng-2016-0071
P. Sudhagar, P.K. Kameswaran, and B.R. Kumar, J. Porous Media, 23, 923 (2020). https://doi.org/10.1615/JPorMedia.2020024874
F.G. Awad, P. Sibanda and P.V.S.N. Murthy, ASME J. Heat Mass Transfer, 137, 104501 (2015). https://doi.org/10.1115/1.4024895
Om P. Meena, P. Janapatla and G. Kumar, Appl. Math. Comput. 430, 127072 (2022). https://doi.org/10.1016/j.amc.2022.127072
N.S. Khashi'ie, N.Md. Arifin, and I. Pop, Int. Commun. Heat Mass Transfer, 118, 104866 (2020). https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2020.104866
X. Song, L.D. Schmidt and R. Aris, Chem. Eng. Sci. 46, 1203 (1991). https://doi.org/10.1016/0009-2509(91)85049-4
M.A. Chaudhary, and J.H. Merkin, Fluid Dyn. Res. 16, 311 (1995). https://doi.org/10.1016/01695983(95)00015-6
J.H. Merkin, Math. Comput. Model. Dyn. 24, 125 (1996). https://doi.org/10.1016/08957177(96)00145-8
F. Alzahrani, R.J.P. Gowda, R.N. Kumar, and M.I. Khan, J. Indian Chem. Soc. 99, 100458 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jics.2022.100458
Ch. Liu, M. Pan, L. Zheng and P. Lin, Int. Commun. Heat Mass Transfer, 110, 104434 (2020). https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2019.104434
S. Bashir, I.M. Almanjahie, M. Ramzan, A.N. Cheema, M. Akhtar and F. Alshahrani, Heliyon, 10, e24718 (2024). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e24718
M. Irfan, M. Khan and W.A. Khan, J. Braz. Soc. Mech. Sci. Eng. 41, 135 (2019). https://doi.org/10.1007/s40430-019-1619-9
P. Sunthrayuth, S.A. Abdelmohsen, M.B. Rekha, K.R. Raghunatha, A.M. Abdelbacki, M.R. Gorji and B.C. Prasannakumara, Case Stud. Therm. Eng. 32, 32101897 (2022). https://doi.org/10.1016/j.csite.2022.101897
Z. Abbas and M. Sheikh, Chin. J. Chem. Eng. 25, 11 (2017). https://doi.org/10.1016/j.cjche.2016.05.019
T. Hayat, M.I. Khan, A. Alsaedi and M.I. Khan, J. Mol. Liq. 223, 960 (2016). https://doi.org/10.1016/j.molliq.2016.09.019
O. Plumb, in: Proc. First ASME/JSME Thermal Engineering Joint Conference 2, (Honolulu, HI, USA, 1983), pp. 17–21.
J.T. Hong and C.L. Tien, Int. J. Heat Mass Transfer, 30, 143 (1987). https://doi.org/10.1016/0017-9310(87)90067-6
S. Yagi, D. Kunii and K. Endo, Int. J. Heat Mass Transfer, 7, 333 (1964). https://doi.org/10.1016/0017-9310(64)90109-7
J.R. Babu, K.K. Kumar and S.S. Rao, Renewable Sustainable Energy Rev. 77, 551 (2017). https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.04.040
B. Takabi and S. Salehi, Adv. Mech. Eng. 6, 147059 (2014). https://doi.org/10.1155/2014/147059
H.F. Oztop and E. Abu-Nada, Int. J. Heat Fluid Flow, 29, 1326 (2008). https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2008.04.009
H. Ali Agha, M.N. Bouaziz and S. Hanini, J. Mech. 31, 607 (2015). https://doi.org/10.1017/jmech.2015.28
M. Hussain, A. Ali, S.W. Yao, A. Ghaffar, and M. Inc, Case Stud. Therm. Eng. 31, 101809 (2022). https://doi.org/10.1016/j.csite.2022.101809
L. Shampine, I. Gladwell, and S. Thompson, Solving ODEs with matlab, first Ed., (Cambridge University Press, United Kingdom, 2003). https://doi.org/10.1017/S0025557200178088
N. Bachok, A. Ishak and I. Pop, Nanoscale Res. Lett. 6, 623 (2011). https://doi.org/10.1186/1556-276X-6-623
R. Nandkeolyar, S.S. Motsa and P. Sibanda, J. Nanotechnol. Eng. Med. 4, 041002 (2013). https://doi.org/10.1115/1.4027435
N.A. Yacob, A. Ishak and I. Pop, Int. J. Thermal. Sci. 50, 133 (2011). https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2010.10.008
P.K. Kameswaran, S. Shaw, P. Sibanda and P.V.S.N. Murthy, Int. J. Heat Mass Transfer, 57, 465 (2013). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2012.10.047
Авторське право (c) 2025 Зохра Тербіше, Хамза Алі Ага, Суфіан Рахал, Надір Бутальбі
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).
