Analyse des transferts de chaleur et de masse pour un flux magnétisé de $${\mathrm{ZnO}

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 8717 (2023) Citer cet article

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La présente étude examine les caractéristiques de transfert de chaleur et de masse du flux magnétisé de nanolubrifiant \({\mathrm{ZnO}-SAE50}\) sur une plaque de Riga dans un milieu Darcy Forchheimer. Les effets de la viscosité variable, du rayonnement thermique, de la conductivité thermique variable, de la dissipation visqueuse et de la source/puits de chaleur uniforme sont examinés dans cette étude. Le modèle de diffusion présenté par Cattaneo – Christov est incorporé dans cette étude pour englober les phénomènes de transport de chaleur et de masse. De plus, le taux de transfert de masse est inspecté sous réserve des effets d’une diffusivité solutée variable et d’une réaction chimique d’ordre supérieur. Les phénomènes de transfert de chaleur et de masse ont des applications importantes dans les disciplines scientifiques et technologiques, visibles partout dans la nature. Ce phénomène de transport simultané indique une variété d'applications dans les processus de fabrication, l'aérodynamique, les systèmes de refroidissement, les sciences de l'environnement, l'océanographie, les industries alimentaires, les disciplines biologiques et les systèmes de transport d'énergie, etc. Le système modélisé d'EDP est métamorphosé en ODE non linéaires avec l'introduction de méthodes appropriées. transformations. Une méthode bvp4c éminente dans MATLAB a été incorporée pour exécuter numériquement le système d'ODE résultant. Les résultats des profils de vitesse, de température et de concentration correspondant à divers paramètres émergents ont été exposés graphiquement. Le mouvement du nanolubrifiant \({\mathrm{ZnO}-SAE50}\) a tendance à s'améliorer de manière significative avec un nombre de Hartmann modifié plus grand, alors qu'un comportement inverse est rapporté par l'augmentation du paramètre de porosité et du paramètre de viscosité variable. Le taux de transfert de chaleur plus élevé est observé pour le paramètre de conductivité thermique variable. Les taux de transfert de chaleur et de masse ralentissent respectivement pour les paramètres de relaxation thermique et temporel soluté. Le profil de concentration s'enrichit en augmentant l'ordre de la réaction chimique et le paramètre de diffusivité massique variable. Il est conclu qu'en augmentant la fraction volumique solide jusqu'à \(1,5\%\), la viscosité du nanolubrifiant augmente jusqu'à \(12\%\), ce qui ralentit par conséquent le mouvement du nanolubrifiant mais augmente les profils de température et de concentration.

Ces dernières années, l’une des principales préoccupations des scientifiques et des ingénieurs est la gestion des flux de fluides électriquement conducteurs. Dans les opérations industrielles et technologiques, telles que celles impliquant un transfert de masse et de chaleur, ces fluides peuvent circuler dans des conditions contrôlées de diverses manières. Cependant, avec l’aide des forces électromagnétiques du corps dans le secteur des polymères, les chercheurs ont introduit peu de méthodes traditionnelles de contrôle du débit de fluide, notamment les méthodes de soufflage/aspiration et de mouvement des parois. L'application d'un champ magnétique externe peut modifier radicalement l'écoulement des fluides ayant une plus grande conductivité électrique, tels que les métaux liquides, les électrolytes et le plasma, etc. Le champ magnétique joue un rôle important dans la mécanique des fluides en raison de ses multiples utilisations pour renforcer les propriétés thermophysiques d'un fluide. . Prasannakumara et Gowda1 ont étudié les caractéristiques de transfert de chaleur et de masse du flux radiatif sous les effets du dépôt de particules thermophorétiques et d'un champ magnétique uniforme. Umavathi et al.2 ont discuté de la compression du flux de nanofluide Casson magnétisé entre des disques parallèles. Dans des disciplines comme les sciences de la Terre et l’astrologie, on rencontre plusieurs liquides peu conducteurs de l’électricité. Afin d’augmenter le flux de chaleur grâce à une conductivité améliorée et à d’autres qualités thermophysiques, un agent extérieur est souvent nécessaire. Cet agent extérieur peut être un composant magnétique ou une série d'aimants fixés en permanence avec des électrodes discontinues. La plaque de Riga a été formellement introduite par Gailitis3, qui fut le premier à employer ce type de formulation. Depuis qu'elle est largement acceptée dans les processus industriels qui influencent le comportement de l'écoulement des fluides, la plaque de Riga est particulièrement avantageuse dans sa configuration actuelle. Shafiq et al.4 ont utilisé le modèle Walters-B pour étudier l'écoulement d'un fluide sur une plaque de Riga. Pour examiner le comportement des nanoparticules et la convection mixte dans un écoulement de fluide, Adeel et al.5 ont utilisé une plaque de Riga positionnée verticalement. Rasool et al.6 ont étudié comment le rayonnement thermique affecte le flux de nanoliquides sur une plaque de Riga.