Flujo dinámico disipativo y radiativo de un análisis comparativo de irreversibilidad de nanofluidos micropolares e híbridos sobre un canal inclinado de calentamiento Joule
Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 5356 (2023) Citar este artículo
431 Accesos
1 altmétrica
Detalles de métricas
Este informe examinó la influencia de la radiación y el calentamiento óhmico en el flujo disipativo de nanofluidos micropolares e híbridos dentro de un canal de longitud inclinada \(2h\) en condiciones de contorno convectivas. Las ecuaciones de flujo primario se renuevan como el sistema de NODOS con la ayuda de conversiones de similitud adecuadas. En dos circunstancias, se utiliza el flujo de fluido híbrido y el flujo de fluido micropolar, una combinación de disparos y estrategia de cuarto orden de Runge-Kutta, para lograr los resultados deseados. Las consecuencias críticas del estudio actual son que un gradiente de presión más grande minimiza la velocidad del fluido y un parámetro de inercia más significativo minimiza el perfil de rotación en el caso del flujo de fluido newtoniano pero facilita lo mismo en el caso del flujo de nanofluido híbrido. Se percibe que el aumento en el número de Brinkmann provoca la mejora en la temperatura del fluido y el parámetro de radiación lo mitiga. Además, se descubre que el número de Grashoff mejora el número de Bejan en el centro del canal pero lo disminuye en otras áreas. Finalmente, se ejecuta la validación para comparar los resultados actuales con los resultados anteriores y percibir un buen acuerdo.
Los globos hidratados o inestables también pueden ser conductores de electricidad y capaces de resistir flujos centrales que inician la estimulación electromagnética. Los casos de este fenómeno se denominan ocasionalmente caldera de inducción o calefacción Joule. Estos componentes del calentamiento óhmico se ofrecen en diversos escenarios manufactureros, industriales y cosmológicos. Al observar esto, Makinde y Gbolagade1 investigaron la generación de entropía en un flujo laminar de fluido viscoso a través de un pasaje inclinado. Descubrieron que la irreversibilidad de la fricción del fluido dominaba la irreversibilidad de la transferencia de calor en la línea central del canal. Guimaraes y Menon2 llevaron a cabo una investigación de la transmisión de calor de un fluido convectivo mixto dentro de un canal inclinado (rectangular) con la ayuda de la técnica de elementos finitos. Dar y Elangovan3 inspeccionaron el impacto de un campo magnético sobre el flujo peristáltico a través de un canal inclinado (asimétrico) y reconocieron que el campo magnético disminuye la velocidad del fluido. Shahri y Sarhaddi4 enfatizaron que la razón principal para la generación de entropía es la conducción de calor del nanofluido (agua-Cu) en su examen del flujo de fluido MHD dentro de un canal inclinado. Al asumir un número de Reynolds bajo y considerar un canal inclinado, Javed et al.5 examinaron el flujo peristáltico con el número de Hartmann. Concluyeron que el número de Hartmann aumenta el tamaño del bolo atrapado. Hayat et al.6 analizaron el transporte peristáltico del flujo de fluido pseudoplástico en el mismo parámetro con fuente de calor y calentamiento Joule. El número de Reynolds mejora la temperatura del fluido es uno de los hallazgos de este estudio. Tlau y Ontela7 consideraron las condiciones convectivas y dilucidaron el flujo convectivo mixto de \(H_{2}O + Cu\) en un canal tendido ocupado por un medio permeable. Observaron la mejora en la velocidad del fluido con un mayor ángulo de inclinación. Con el supuesto de la misma geometría, Adesanya et al.8 y Singh et al.9 propusieron un modelo para diferentes flujos de fluidos para discutir el análisis de irreversibilidad. Descubrieron que hay una reducción en la tasa de generación de entropía con un par de parámetros de estrés. Sabu et al.10 utilizaron un coeficiente de correlación para examinar las características de los parámetros de ingeniería en un flujo inestable de nanofluido MHD con la fuente de calor. Detectaron que el número de Soret está afiliado negativamente con el número de Sherwood. Varios investigadores11,12,13,14 examinaron recientemente diferentes flujos de fluidos (incluido el nanofluido híbrido) a través de una geometría similar y destacaron que la geometría inclinada controla el flujo y el proceso de transferencia de calor.
La mejora en la transferencia de calor a través del movimiento de los fluidos ha hecho que las autoridades en fabricación térmica rodeen la eficiencia de una combinación de nanopartículas sólidas llamada nanofluido híbrido. La mejora revelada anteriormente se basa en la naturaleza del fluido base y las nanopartículas. La concentración de partículas sólidas y las propiedades térmicas en relación con la proporción de masa con respecto a la densidad y la viscosidad son precisamente propiedades físicas. Sin embargo, la conductividad térmica y la capacidad calorífica específica a diferentes intensidades de concentración de nanopartículas sólidas, el tamaño de las nanopartículas y la temperatura son algunas de las propiedades térmicas. Considerando esto, Gholinia et al.15 ilustraron el flujo MHD de un nanofluido (Etilenglicol + Plata + Cobre) mediante un cilindro circular con inyección/succión. Concluyeron que las nanopartículas de plata son mejores que las de cobre cuando se requiere una temperatura más alta. Nadeem et al.16 investigaron numéricamente el flujo de un nanofluido (Agua + SWCNT) mediante una lámina rizada con un campo magnético. Observaron que la fracción de volumen de nanopartículas mejora la temperatura del fluido. Sowmya et al.17 asumieron la geometría de la aleta longitudinal y examinaron el flujo convectivo de un nanofluido (aleaciones de titanio y aluminio) con radiación. Dogonchi et al.18 inspeccionaron el flujo radiativo de un fluido \(Cu + H_{2} O\) con una fuente de calor y dos reacciones (heterogénea-homogénea) mediante una placa plana. Encontraron una asociación positiva entre el número de Nusselt y el parámetro del campo magnético. Recientemente, Anuar et al.19 y Waqas et al.20 asumieron geometrías distintas y examinaron diferentes flujos de nanofluidos a base de agua en diversas condiciones. Jamshed y Aziz21 hicieron un análisis de irreversibilidad en el flujo Casson HNF \(\left( {TiO_{2} - CuO/EG} \right)\) mediante una superficie alargada con el modelo CCHF. Descubrieron que el número de Brinkman aumenta la generación de entropía. Salman et al.22 consideraron FFS y BFS y revisaron varios flujos de nanofluidos híbridos. Opinaron que los HNF son las mejores alternativas en comparación con los mono NF cuando se requieren mejores características térmicas. Abbas et al.23 asumieron una aguja delgada e inspeccionaron el flujo convectivo forzado de un HNF (Agua + SWCNT + MWCNT) con conductividad térmica variable. Anuar et al.24 y Waini et al.25 entregaron un estudio de estabilidad para el flujo radiativo de HNF \(\left( {Cu - Al_{2} O_{3} /Water} \right)\) mediante un sistema giratorio de contracción/alargamiento. hoja. En base a eso, clasificaron las soluciones en estables e inestables. Recientemente, varios investigadores26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37 consideraron diferentes geometrías, así como la combinación de nanopartículas sólidas y generaron tipos intermedios de propiedades de conductividad. Esto nos ayuda a resaltar los procesos intermediarios.
Una vez analizada detenidamente la inscripción anterior, nos proponemos discurrir sobre la importancia de la radiación y el calentamiento óhmico sobre el flujo disipativo de micropolares y combinación de nanopartículas sólidas (Propilenglicol − Mezcla de agua + Parafina + Arena) mediante un canal cuidado. Los resultados se ofrecen en dos ejemplos, es decir, fluido micropolar y HNF. Además, se realiza un análisis de irreversibilidad para el flujo de fluido frente a varios parámetros pertinentes. El resultado de dicha investigación podría ser útil para identificar el rendimiento de las nanopartículas y su eficacia en microcanales llenos de propiedades de baja conductividad. La siguiente investigación se modeló para proporcionar respuestas a las siguientes consultas de investigación relacionadas.
Cuando la energía no lineal y el flujo de masa debido a la concentración y el gradiente térmico son insignificantes, ¿cuál es la importancia del radio creciente de las nanopartículas sólidas en la generación de entropía y los números de Bejan?
A diferentes intensidades de flujos de energía y momento debido a gradientes de momento y térmico, respectivamente, ¿cómo funcionan el óxido de magnesio \(\left( {MgO} \right)\) basado en PEG y el óxido de circonio \(\,(ZrO_{2})? )\) ¿Las nanopartículas influyen en los fenómenos de transporte de un canal inclinado?
Cuando se produce la irreversibilidad, ¿qué variaciones se utilizan para los nanofluidos micropolares e híbridos?
En este modelo, hemos considerado un flujo de nano fluido micropolar, híbrido radiativo incompresible, laminar estacionario, no transitorio, en un microcanal de ancho \(h\). Las nanopartículas de óxido de magnesio \(\left( {MgO} \right)\) y óxido de circonio \(\,(ZrO_{2} )\) se consideran con un fluido base polietilenglicol (PEG). Los valores de los atributos termofísicos se presentan en la Tabla 1.
El canal, que tiene un ángulo de inclinación \(\alpha\), está formado por dos placas (superior e inferior), separadas por una distancia \(2h\) y situadas en \(y = h\) y \(y = - h\) correspondientemente. El eje \(x\) está ubicado en el centro del canal, lo que indica la dirección del flujo. Deje que la placa inferior del microcanal intercambie la temperatura del fluido caliente \(T_{2}\) mediante convección, mientras que la placa superior está en contacto con la temperatura ambiente del fluido \(T_{1}\). El campo magnético (MHD) de fuerza potencial \(B_{0}\) se impone en la dirección \(y\), para registrar su influencia en el flujo y la transformación del calor. Los supuestos indicados anteriormente se representan en la Fig. 1.
Representación del flujo.
Bajo los supuestos mencionados anteriormente, las siguientes ecuaciones que gobiernan el flujo (Srinivasacharya y Bindu38, Xiangcheng y Shiyuan Li39 y Roja et al.40), son
con las condiciones (Srinivasacharya y Bindu38)
\(at\;y = h:\;u = 0,\;N = 0,\;k_{f} \frac{\partial T}{{\partial y}} + h_{1} \left( { T - T_{1} } \derecha) = 0\)
y
\(\rho_{hnf} = \left( {1 - \phi_{2} } \right)\left[ {\left( {1 - \phi_{1} } \right)\rho_{f} + \phi_ {1} \rho_{{s_{1} }} } \right] + \phi_{2} \rho_{{s_{2} }}\)
\(\frac{{\sigma_{nf} }}{{\sigma_{f} }} = 1/\left( {\frac{{\sigma_{{s_{1} }} + 2\sigma_{f} + \phi_{1} \left( {\sigma_{f} - \sigma_{{s_{1} }} } \right)}}{{\sigma_{{s_{1} }} + 2\sigma_{f } - 2\phi_{1} \left( {\sigma_{f} - \sigma_{{s_{1} }} } \right)}}} \right)\)
\(\mu_{hnf} = \frac{{\mu_{f} }}{{\left( {1 - \phi_{1} } \right)^{2.5} \left( {1 - \phi_{2) } } \derecha)^{2.5} }}\)
\(k_{hnf} = \frac{{k_{{s_{2} }} + 2k_{nf} - 2\phi_{2} \left( {k_{nf} - k_{{s_{2} }} } \right)}}{{k_{{s_{2} }} + 2k_{nf} + \phi_{2} \left( {k_{nf} - k_{{s_{2} }} } \right) }} \veces k_{nf}\)
\(\sigma_{hnf} = \frac{{\sigma_{{s_{2} }} + 2\sigma_{nf} - 2\phi_{2} \left( {\sigma_{nf} - \sigma_{{ s_{2} }} } \right)}}{{\sigma_{{s_{2} }} + 2\sigma_{nf} + \phi_{2} \left( {\sigma_{nf} - \sigma_{ {s_{2} }} } \right)}} \times \sigma_{nf}\)
\(k_{nf} = \frac{{k_{{s_{1} }} + 2k_{f} - 2\phi_{1} \left( {k_{f} - k_{{s_{1} }} } \right)}}{{k_{{s_{1} }} + 2k_{f} + \phi_{1} \left( {k_{f} - k_{{s_{1} }} } \right) }} \veces k_{f}\)
\(\left( {\rho C_{p} } \right)_{hnf} = \left( {1 - \phi_{2} } \right)\left[ {\left( {1 - \phi_{1) } } \right)\left( {\rho C_{p} } \right)_{f} + \phi_{1} \left( {\rho C_{p} } \right)_{{s_{1} }} } \right] + \phi_{2} \left( {\rho C_{p} } \right)_{{s_{2} }}\)
donde \(N\)-micro rotación, \(K = \,\frac{\kappa }{{\mu_{f} }}\)—parámetro micropolar, \(\kappa\)—viscosidad del vórtice,\( \rho\) la densidad, \(\mu\) la viscosidad dinámica, \(j\) el parámetro de giro, \(g\) es la gravitación, \(\beta\) el coeficiente de expansión térmica, \(q_{ r}\) el flujo de calor radiativo, \(\sigma\) la conductividad eléctrica, \(\gamma\) la viscosidad del gradiente de espín y \(\gamma = \left( {\mu_{nf} + \frac{\kappa }{2}} \right)j = \mu_{f} \left( {\frac{{\mu_{nf} }}{{\mu_{f} }} + \frac{K}{2}} \ derecha)j\), y \(h_{1} ,h_{2}\): el coeficiente de transferencia de calor por convección para la placa individual. \(n\) Constante y \(0 \le n \le 1\) (\(n = 0\) representa una concentración fuerte, \(n = 0.5\) parte antisimétrica del tensor de tensión que representa una concentración débil, \(n = 1\) se considera al modelar el problema de flujo relacionado con la capa límite turbulenta). \(\phi_{1}\) y \(\phi_{2}\) la fracción de volumen de \(MgO\) y \(\,ZrO_{2}\) nanopartículas, los subíndices \(hnf\) especifican el nanofluido híbrido (dos nanomateriales + un fluido base), \(nf\) especifica nanolíquido (un nanomaterial + líquido base), \(s_{1}\) y \(s_{2}\) especifica partículas sólidas (1-MgO, 2-ZrO2) y \(f\) requieren líquido base (-polietilenglicol (PEG)), \(k*\) coeficiente de absorción medio y \(\sigma *\) constante de Stefan-Boltzmann.
Empleando las variables adimensionales posteriores (Roja et al.40)
en las ecuaciones. (2) – (5), siguiendo el sistema no lineal de EDO y sus condiciones de contorno asociadas se obtienen.
\(en\,\,\zeta = 1:\,\,\,\,\,f = 0,\,\,g = 0,\,\,\,\,\frac{d\theta }{ {d\zeta }} + Bi_{1} \left( \theta \right) = 0\).
En las ecuaciones anteriores,
\(A_{1} = \left( {1 - \phi_{2} } \right)\left[ {\left( {1 - \phi_{1} } \right) + \phi_{1} \frac{ {\rho_{{s_{1} }} }}{{\rho_{f} }}} \right] + \phi_{2} \frac{{\rho_{{s_{2} }} }}{{ \rho_{f} }}\)
\(A_{4} = \frac{{k_{{s_{2} }} + 2A_{41} k_{f} - 2\phi_{2} \left( {A_{41} k_{f} - k_ {{s_{2} }} } \right)}}{{k_{{s_{2} }} + 2A_{41} k_{f} + \phi_{2} \left( {A_{41} k_{ f} - k_{{s_{2} }} } \right)}}\)
\(A_{2} = \left( {1 - \phi_{1} } \right)^{2.5} \left( {1 - \phi_{2} } \right)^{2.5}\)
\(A_{41} = 1/\left( {\frac{{k_{{s_{1} }} + 2k_{f} + \phi_{1} \left( {k_{f} - k_{{s_) {1} }} } \right)}}{{k_{{s_{1} }} + 2k_{f} - 2\phi_{1} \left( {k_{f} - k_{{s_{1} }} } \bien bien)\)
\(A_{3} = \left( {1 - \phi_{2} } \right)\left[ {\left( {1 - \phi_{1} } \right) + \phi_{1} \frac{ {\left( {\rho \beta } \right)_{{s_{1} }} }}{{\left( {\rho \beta } \right)_{f} }}} \right] + \ phi_{2} \frac{{\left( {\rho \beta } \right)_{{s_{2} }} }}{{\left( {\rho \beta } \right)_{f} } }\)
\(A_{5} = \left( {1 - \phi_{2} } \right)\left[ {\left( {1 - \phi_{1} } \right) + \phi_{1} \frac{ {\left( {\rho C_{p} } \right)_{{s_{1} }} }}{{\left( {\rho C_{p} } \right)_{f} }}} \ derecha] + \phi_{2} \frac{{\left( {\rho C_{p} } \right)_{{s_{2} }} }}{{\left( {\rho C_{p} } \derecha)_{f} }}\)
\(R = \frac{{\rho_{f} \upsilon_{0} h}}{{\mu_{f} }}\) la succión/inyección, \(\Pr = \frac{{\mu_{f) } \left( {C_{p} } \right)_{f} }}{{k_{f} }}\) el número de Prandtl, \(Gr = \frac{{\rho_{f}^{2} g\beta_{f} \left( {T_{2} - T_{1} } \right)h^{3} }}{{\mu_{f}^{2} }}\) el número de Grashof, \ (Br = \frac{{\mu_{f} U_{0}^{2} }}{{k_{f} \left( {T_{2} - T_{1} } \right)}}\) el Número de Brinkman, \(A = \frac{{h^{2} }}{{\mu_{f} U_{0} }}\frac{dp}{{dx}}\) el gradiente de presión constante, \( Q_{t} = \frac{{Q_{T}^{*} a^{2} }}{{k_{f} }}\) la fuente o sumidero de calor de Fourier, \(M = \frac{{\ sigma B_{0}^{2} h^{2} }}{{\mu_{f} }}\) el número magnético, \({\text{Re}} = \frac{{\rho_{f} U_{0} h}}{{\mu_{f} }}\) el número de Reynolds, \(\,Bi_{i} = - \frac{{hh_{i} }}{{k_{f} }} \,\,para\,i = 1,2\) el número de Biot, \(a_{j} = \frac{j}{{h^{2} }}\) el parámetro de microinercia, \(Ra = \frac{{4\sigma *T_{1}^{3} }}{{k_{f} k*}}\) el parámetro de radiación.
La tasa volumétrica de optimización de entropía se da (Srinivasacharya y Bindu38, Roja et al.40) como
Con la ayuda de (6), la ecuación. (11) puede revisarse como
donde \(N_{s} \, = \,\frac{{h^{2} T_{1}^{2} }}{{k_{f} \left( {\Delta T} \right)^{ 2} }}S_{G}\) es la entropía adimensional y \(T_{p} = \frac{\Delta T}{{T_{1} }}\).
El número de Bejan está dado por,
Eso es,
Para resolver las ecuaciones transmutadas, se utiliza una combinación de estrategias de disparo y de cuarto orden de Runge-Kutta. En este estudio, se proporcionan resultados en dos casos, nanofluido híbrido y fluido micropolar.
El movimiento del fluido es pretencioso por un campo magnético. El componente de la erección fluida, una cadena, gira en la dirección del campo de atracción aplicado. Durante este tiempo, las partículas sólidas chocan entre sí, formando una barrera al flujo de fluido. Como resultado, el impulso del fluido se minimiza debido al aumento de la viscosidad del líquido (Fig. 2). En la Fig. 3, se detecta que el gradiente de presión más significativo minimiza la velocidad del fluido. Físicamente, como se esperaba, el gradiente de presión genera fuerzas más altas que se oponen a la dirección del flujo y esto provoca una depreciación en el campo de velocidades. Generalmente, con el aumento del número de Grashoff, las fuerzas viscosas se reducen. Como consecuencia, la velocidad aumenta (Fig. 4). La Figura 5 explica el hecho de que el parámetro de inercia más grande minimiza el perfil de rotación en el caso del flujo de fluido newtoniano y mejora el mismo en el caso del flujo de nanofluido híbrido. Tenga en cuenta que el incremento en el parámetro de inercia minimiza la rotación de las partículas.
Impacto de \(Bi_{2}\).
Impacto de \(A\).
Impacto de \(Gr\).
Impacto de \({\text{a}}_{j}\).
La Figura 6 reveló el hecho de que el número de Biot cerca del canal inferior minimiza la temperatura del fluido. Normalmente, con el aumento del número de Biot, hay un aumento en el gradiente de temperatura de manera positiva cerca del canal inferior. Entonces, la temperatura disminuye. Cuanto mayor sea el valor de \(Br\), más lenta será la conducción del calor entregado por disipación viscosa y, posteriormente, mayor será el aumento de temperatura (Fig. 7). La Figura 8 reveló que la fuente de calor enriquece la temperatura del fluido. Por lo general, una fuente de calor más alta afecta la producción de calor adicional dentro del líquido y, por lo tanto, ayuda a mejorar el límite térmico. El campo magnético y los parámetros de radiación mitigan la temperatura del fluido (Figs. 9, 10). Generalmente, al aumentar los valores, estos parámetros generan una alta energía calorífica y una interacción de partículas. Si bien la naturaleza inclinada del canal a veces hace que se oponga al comportamiento físico general, por esta razón se redujo.
Impacto de \(Bi_{2}\).
Impacto de \(Br\).
Impacto de \(Q_{t}\).
Impacto de \(M\).
Impacto de \(Ra\).
Las Figuras 11, 12, 13, 14, 15 muestran el impacto de distintos parámetros en el perfil de generación de entropía. Se detecta que \(Bi_{2}\),\(Br\),\({\text{a}}_{j}\), \(Ra\) y \(Gr\) están escalando la entropía generación. Tenga en cuenta que las fuerzas viscosas ejercen fricción en el flujo de fluido, que es la causa principal de la generación de entropía. El número de Bejan es la proporción entre la irreversibilidad debida a la transferencia de calor y la irreversibilidad total debida a la fricción del fluido y la transferencia de calor y la fricción del fluido. A medida que aumentar \(Bi_{2}\) mejora la naturaleza convectiva en la ayuda, esto ayuda a fomentar la generación de entropía, que se muestra en la Fig. 11. Como el impacto de la microinercia en la generación de entropía se muestra en la Fig. 13 y se encuentra que mejoró con \({\text{a}}_{j}\). Dado que la micro inercia es proporcional a la generación de entropía. Se observó un comportamiento bastante similar al aumentar el número de Brickman en la Fig. 12. La Fig. 14 muestra la radiación térmica en la generación de entropía. La radiación térmica crea una mayor energía para mover las moléculas de calor más rápido y, por esta razón, se observa una mejora. A medida que el número de Grashof establece una presión más alta, esto ayuda a mejorar la transferencia interfacial de partículas, lo que hace que aumente la generación de entropía, como se muestra en la Fig. 15.
Impacto de \(Bi_{2}\).
Impacto de \(Br\).
Impacto de \({\text{a}}_{j}\).
Impacto de \(Ra\).
Impacto de \(Gr\).
Las Figuras 16, 17, 18 explican el impacto de \(Gr\), \(M\) y \({\text{a}}_{j}\) en el número de Bejan. Se descubrió que \(Gr\) mejora el número de Be Bejan en el punto medio del canal y lo minimiza en otras áreas (Fig. 16). Esto puede deberse al dominio de la irreversibilidad de la transmisión de calor asociada a la irreversibilidad total en el centro del canal. Los parámetros \(M\) y \({\text{a}}_{j}\) muestran un comportamiento mixto en el número de Bejan (Figs. 17, 18). Como es bien conocido, el número de Bejan es inversamente proporcional a los parámetros \(M\) y \({\text{a}}_{j}\). Pero, curiosamente, la naturaleza inclinada, irreversibilidad y convectiva del flujo hace que su funcionamiento sea de naturaleza caótica.
Impacto de \(Gr\).
Impacto de \(M\).
Impacto de \({\text{a}}_{j}\).
Las soluciones actuales se validan con la solución existente en el caso limitado (\(\phi_{1} = \phi_{2} = Gr = M = Q_{t} = n = Ra = R = 0,A = {\text{ Re}} = 1,aj = 0\)) con Makinde y Eegunjobi42 se muestra en la Tabla 2 y encontró un excelente acuerdo con esas soluciones, lo que ayuda a avanzar más.
Los globos hidratados o inestables también pueden ser conductores de electricidad y capaces de resistir flujos centrales que inician la estimulación electromagnética. Los casos de este fenómeno se denominan ocasionalmente caldera de inducción o calefacción Joule. En este informe, nuestro objetivo es examinar la influencia del calentamiento óhmico en el flujo radiativo y disipativo del flujo micropolar de nanofluido híbrido dentro de un canal inclinado de longitud \(2h\) en condiciones de contorno convectivas. Las ecuaciones primarias del flujo se renuevan como el sistema de EDO con la ayuda de transmutaciones de similitud adecuadas. La combinación de enfoques de disparo y de cuarto orden de Runge-Kutta se utiliza para obtener los resultados deseados en dos ocasiones, es decir, flujo de fluido híbrido y flujo de fluido micropolar. Los principales hallazgos del estudio actual se informan a continuación:
Un gradiente de presión mayor minimiza la velocidad del fluido.
Un parámetro de inercia mayor minimiza el perfil de rotación en el caso de flujo de fluido micropolar, pero mejora el mismo en el caso de flujo de nanofluido híbrido.
El aumento del número de Brinkmann provoca una mejora en la temperatura del fluido.
El campo magnético y los parámetros de radiación mitigan la temperatura del fluido.
\(Bi_{2}\),\(Br\),\({\text{a}}_{j}\), \(Ra\) y \(Gr\) están aumentando la generación de entropía.
\(Gr\) Mejora el número de Bejan cerca del punto medio del canal y minimiza el mismo en otras áreas.
Los datos generados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a solicitud razonable.
Makinde, OD & Gbolagade, AW Análisis de la segunda ley del flujo viscoso incompresible a través de un canal inclinado con paredes isotérmicas. ROM. J. Física. 50(9/10), 923 (2005).
CAS Google Académico
Guimaraes, PM & Menon, GJ Convección libre y forzada combinada en un canal inclinado con fuente de calor discreta. En t. Comunitario. Transf. masa calor. 35, 1267-1274 (2008).
Artículo CAS Google Scholar
Dar, AA y Elangovan, K. Influencia de un campo magnético inclinado en la transferencia de calor y masa del flujo peristáltico de un fluido de tensión de pareja en un canal inclinado. Mundo J. Ing. 14(1), 7-18 (2017).
Artículo CAS Google Scholar
Shahri, MF & Sarhaddi, F. Análisis de la segunda ley para fluidos dos inmiscibles dentro de un canal inclinado en presencia de un campo magnético uniforme y diferentes tipos de nanopartículas. J. Mech. 34(4), 541–549 (2018).
Artículo CAS Google Scholar
Javed, T., Hamid, AH, Ahmed, B. y Ali, N. Efecto del alto número de Reynolds sobre el flujo peristáltico hidromagnético en un canal inclinado utilizando el método de elementos finitos. J. Física coreana. Soc. 71(12), 950–962 (2017).
Artículo ADS CAS Google Scholar
Hayat, T., Aslam, N., Khan, MI, Khan, MI y Alsaedi, A. Importancia física de la generación/absorción de calor y los efectos de Soret sobre el flujo peristaltico de fluido pseudoplástico en un canal inclinado. J. Mol. Licuado. 275, 599–615 (2019).
Artículo CAS Google Scholar
Tlau, L. & Ontela, S. Análisis de la segunda ley para el flujo de nanofluidos por convección mixta en un canal inclinado con paredes calentadas por convección. Transf. de calor. 49(2), 1035–1064 (2020).
Artículo de Google Scholar
Adesanya, SO, Souayeh, B., Rahimi-Gorji, M., Khan, MN y Adeyemi, OG Análisis de irreversibilidad térmica para un flujo de fluido de tensión de pareja en un canal inclinado con límites isotérmicos. J. Instituto de Taiwán. Química. Ing. 101, 251–258 (2019).
Artículo CAS Google Scholar
Singh, K., Pandey, AK y Kumar, M. Impacto de la generación de entropía en el flujo de fluido micropolar a través de un canal inclinado con una fuente de calor no uniforme y propiedades de fluido variables. En t. J. Aplica. Computadora. Matemáticas. 6, 1-12 (2020).
Artículo MathSciNet CAS MATH Google Scholar
Sabu, AS, Mathew, A., Neethu, TS y George, KA Análisis estadístico del flujo convectivo de ferro-nanofluido MHD a través de un canal inclinado con corriente Hall, fuente de calor y efecto Soret. Termia. Ciencia. Ing. Prog. 22, 100816 (2021).
Artículo CAS Google Scholar
You, X. & Li, S. Flujo de convección mixto opuesto completamente desarrollado en el canal inclinado lleno de un nanofluido híbrido. Nanomateriales 11(5), 1107 (2021).
Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar
Mathur, P., Mishra, SR, Purohit, SD y Bohra, M. Generación de entropía en un fluido micropolar pasando por un canal inclinado con condiciones de deslizamiento de velocidad y flujo de calor: método de parámetro de variación. Transf. de calor. 50, 7425–7439 (2021).
Artículo de Google Scholar
Prasad, KV y cols. Flujo de deslizamiento de fluido MHD Casson en un canal inclinado con propiedades de transporte variables. Comunitario. Teor. Física. 72(9), 095004 (2020).
Artículo ADS MathSciNet CAS Google Scholar
Dutta, S., Bhattacharyya, S. & Pop, I. Modelo de dos fases para convección mixta y mejora del flujo de un nanofluido en un canal inclinado estampado con franjas deslizantes calentadas. En t. J. Número. Métodos Flujo de fluido térmico (2021).
Gholinia, M., Gholinia, S., Hosseinzadeh, K. y Ganji, DD Investigación sobre el flujo de nanofluido de etilenglicol sobre un cilindro circular vertical permeable bajo el efecto de un campo magnético. Resultados Fís. 9, 1525-1533 (2018).
ADS del artículo Google Scholar
Nadeem, S., Ahmed, Z. y Saleem, S. Efectos de los nanotubos de carbono en el flujo de nanofluidos magnéticos sobre una superficie de estiramiento curva con viscosidad variable. Microsistema. Tecnología. 25(7), 2881–2888 (2019).
Artículo CAS Google Scholar
Sowmya, G., Gireesha, BJ, Sindhu, S. y Prasannakumara, BC Investigación del flujo de nanofluidos incrustados en aleaciones Ti6Al4V y AA7075 sobre aletas porosas longitudinales en presencia de generación de calor interno y condiciones convectivas. Comunitario. Teor. Física. 72(2), 025004 (2020).
Artículo ADS MathSciNet CAS Google Scholar
Dogonchi, AS, Chamkha, AJ, Hashemi-Tilehnoee, M., Seyyedi, SM y Ganji, DD Efectos de reacciones homogéneas-heterogéneas y radiación térmica en el flujo magnetohidrodinámico de nanofluidos Cu-agua sobre una placa plana en expansión con calor no uniforme fuente. J. Universidad Central Sur. 26(5), 1161-1171 (2019).
Artículo CAS Google Scholar
Anuar, NS, Bachok, N., Arifin, NM y Rosali, H. Análisis del comportamiento del flujo de nanofluidos de Al2O3-Cu sobre una cuña móvil permeable con condiciones de contorno de superficie convectiva. Universidad J. Rey Saud. Ciencia. 33(3), 101370 (2021).
Artículo de Google Scholar
Waqas, H., Farooq, U., Alghamdi, M. y Muhammad, T. Importancia de las reacciones catalizadas por superficie en el flujo de nanofluidos de SiO2-H2O a través de medios porosos. Caso Stud. Termia. Ing. 27, 101228 (2021).
Artículo de Google Scholar
Jamshed, W. y Aziz, A. Estudio basado en Cattaneo-Christov del flujo de nanofluidos híbridos de Casson sobre una superficie de estiramiento con generación de entropía. Aplica. Nanociencia. 8(4), 685–698 (2018).
Artículo ADS CAS Google Scholar
Salman, S., Talib, AA, Saadon, S. y Sultan, MH Flujo de nanofluidos híbridos y transferencia de calor en pasos hacia adelante y hacia atrás: una revisión. Tecnología en polvo. 363, 448–472 (2020).
Artículo CAS Google Scholar
Abbas, N., Malik, MY, Nadeem, S. y Alarifi, IM Sobre la versión extendida de los modelos Yamada-Ota y Xue de nanofluido híbrido sobre aguja móvil. EUR. Física. J. Plus 135(2), 1–16 (2020).
Artículo de Google Scholar
Anuar, NS, Bachok, N. y Pop, I. (2020). Flujo de nanofluido híbrido radiativo a través de una lámina giratoria permeable que se estira/encoge. En t. J. Número. Métodos Flujo de fluido térmico.
Waini, I., Ishak, A. & Pop, I. Flujo de nanofluidos híbridos sobre una superficie permeable que se contrae no isotérmica. Matemáticas 9(5), 538 (2021).
Artículo de Google Scholar
Ahmad, F. y col. La eficiencia térmica mejorada del nanofluido híbrido Maxwell que comprende óxido de grafeno más aceite de plata/queroseno sobre una lámina de estiramiento. Caso Stud. Termia. Ing. 27, 101257 (2021).
Artículo de Google Scholar
Rashid, U. et al. Estudio del efecto de la forma de las nanopartículas (Ag y TiO2)/agua sobre la transferencia de calor y el flujo de nanofluidos híbridos hacia un cilindro horizontal que se estira y se contrae. Resultados Fís. 21, 103812 (2021).
Artículo de Google Scholar
Khan, U., Waini, I., Ishak, A. & Pop, I. Flujo inestable de nanofluidos híbridos sobre una superficie de contracción/estiramiento radialmente permeable. J. Mol. Licuado. 331, 115752 (2021).
Artículo CAS Google Scholar
Salahuddin, T., Bashir, AM, Khan, M. y Chu, YM Un análisis comparativo del flujo de nanofluidos y nanofluidos híbridos a través del endoscopio. Árabe. J. Ciencias. Ing. 1–10 (2021).
Rasool, G., Wakif, A., Wang, X., Shafiq, A. y Chamkha, AJ Control pasivo numérico de nanopartículas de alúmina en un medio puramente acuático con flujo de nanofluidos no darcianos impulsado por EMHD sobre la superficie convectiva de Riga. Alex. Ing. J. 68, 747–762 (2022).
Artículo de Google Scholar
Shah, NA y cols. Importancia del radio de las nanopartículas, el flujo de calor debido al gradiente de concentración y el flujo de masa debido al gradiente de temperatura: el caso del agua que transporta nanopartículas de cobre. Ciencia. Rep. 11(1), 1882 (2021).
Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar
Rasool, G. y col. Aspectos hidrotermales y de masa de flujos convectivos no darcianos de MHD de nanofluidos tixotrópicos radiantes cerca de una superficie horizontal estirable: estrategia de control pasivo. Caso Stud. Termia. Ing. 42, 102654 (2023).
Artículo de Google Scholar
Raju, CSK y cols. Movimientos no lineales de nanofluidos híbridos ternarios axisimétricos en paredes de Darcy permeables en expansión o contracción irradiadas térmicamente con diferentes formas y densidades: regresión lineal simple. En t. Comunitario. Transf. masa calor. 135, 106110 (2022).
Artículo CAS Google Scholar
Maneengam, A. y col. Generación de entropía en contenedor poroso con tapa 2D con presencia de obstáculos de diferentes formas y bajo la influencia de Flotabilidad y Fuerzas de Lorentz. Nanomateriales 12(13), 2206 (2022).
Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar
Raju, CSK y Se-Jin Yook. "Solución exacta de convección libre no lineal con rendijas longitudinales en presencia de microcanales superhidrófobos y no hidrofóbicos llenos de nanopartículas: Análisis de regresión multilineal". Sociedad Coreana de Ingenieros Mecánicos, Conferencia de primavera y otoño, (2022) 985–985.
Rasool, G., Shah, NA., El-Zahar, ER. & Wakif, A. Investigación numérica de flujos de nanofluidos EMHD sobre un patrón de riga calentado por convección colocado horizontalmente en un medio poroso de Darcy-Forchheimer: aplicación de una estrategia de control pasivo y leyes de transferencia generalizadas. Waves Random Complex Media 1–20 (2022).
Reddy, SRR, CSK Raju, Sreedhara Rao Gunakala, H. Thameem Basha y Se-Jin Yook. "Flujo de nanofluido híbrido CuO-Fe3O4 pulsátil biomagnético en un canal vertical irregular en una suspensión de aceleración corporal". Comunicaciones internacionales en transferencia de masa y calor 135 (2022): 106151.
Srinivasacharya, D. & Himabindu, K. Efecto del deslizamiento y las condiciones de contorno convectivas sobre la generación de entropía en un canal poroso debido al flujo de fluido micropolar. En t. J. Ciencia no lineal. Número. Simultáneamente, 2016-0056.
You, X. & Li, S. Flujo de convección mixto opuesto completamente desarrollado en el canal inclinado lleno de un nanofluido híbrido. Nanomateriales (Basilea) 11(5), 1107 (2021).
Artículo CAS PubMed Google Scholar
Roja, A., Gireesha, BJ y Nagaraja, B. Investigación de irreversibilidad del flujo de fluido de Casson en un canal inclinado sujeto a un medio poroso de Darcy-Forchheimer: un estudio numérico. Aplica. Matemáticas. Mec. 42(1), 95-108 (2021).
Artículo MathSciNet Google Scholar
Al-Hossainy, AF y Eid, MR Películas delgadas experimentales combinadas, método teórico TDDFT-DFT y efecto de giro sobre el flujo de nanofluidos híbridos [PEG-H2O/ZrO2+ MgO] h con mayor tasa química. Navegar. Interfaces 23, 100971 (2021).
Artículo CAS Google Scholar
Makinde, OD & Eegunjobi, AS Efectos del calentamiento por convección sobre la tasa de generación de entropía en un canal con paredes permeables. Entropía 15 (1), 220–233 (2013).
Artículo ADS MathSciNet MATH Google Scholar
Descargar referencias
Este trabajo fue apoyado por el Decanato de Investigación Científica, Vicepresidencia de Estudios de Posgrado e Investigación Científica, Universidad Rey Faisal, Arabia Saudita [Subvención No. 893].
Departamento de Matemáticas y Estadística, Facultad de Ciencias, Universidad Rey Faisal, Al-Ahsa, 31982, Arabia Saudita
S. Suresh Kumar Raju
También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.
SSKR: Conceptualización, Investigación, Escritura: borrador original, Escritura: revisión y edición, Metodología, Análisis formal, Recursos, Escritura: borrador original, Escritura: revisión y edición. Validación, Curación de datos, Software.
Correspondencia a S. Suresh Kumar Raju.
El autor no declara intereses en competencia.
Springer Nature se mantiene neutral con respecto a reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.
Acceso Abierto Este artículo está bajo una Licencia Internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, compartir, adaptación, distribución y reproducción en cualquier medio o formato, siempre y cuando se dé el crédito apropiado al autor(es) original(es) y a la fuente. proporcione un enlace a la licencia Creative Commons e indique si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la normativa legal o excede el uso permitido, deberá obtener permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.
Reimpresiones y permisos
Raju, SSK Flujo dinámico disipativo y radiativo de análisis comparativo de irreversibilidad de nanofluidos micropolares e híbridos sobre un canal inclinado de calentamiento Joule. Representante científico 13, 5356 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-31920-1
Descargar cita
Recibido: 17 de enero de 2023
Aceptado: 20 de marzo de 2023
Publicado: 01 de abril de 2023
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-31920-1
Cualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:
Lo sentimos, actualmente no hay un enlace para compartir disponible para este artículo.
Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenidos Springer Nature SharedIt
Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.