질량 유속을 갖는 복사 화학 반응 하에서 수직 원뿔을 지나는 소산성 MHD 없는 대류 나노유체 흐름

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 2878(2023) 이 기사 인용

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최근 나노입자는 여러 가지 과학적 문제에 다양한 도전 과제를 제시하고 있습니다. 다양한 기존 유체에 분산된 나노입자는 유체의 흐름 및 열 전달 특성을 변경할 수 있습니다. 직립 원뿔을 통한 MHD 수성 나노유체 흐름을 조사하기 위해 이 연구에서는 수학적 기술이 사용되었습니다. 열 및 질량 유속 패턴은 이 수학적 모델에서 MHD, 점성 소산, 복사, 화학 반응 및 흡입/주입 과정을 조사하는 데 사용됩니다. 유한 차분 접근법은 기본 지배 방정식의 해를 찾는 데 사용되었습니다. 산화알루미늄(Al\(_{2}\)O\(_{3}\)), 은(Ag), 구리(Cu) 및 이산화티타늄(TiO\(_{2})을 포함한 나노입자로 구성된 나노유체의 조합 \)) 나노입자의 부피 분율(0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04), 점성 소산(\(\epsilon = 0.4, 0.8\)), MHD(M = 0.5, 1.0), 방사선(Rd = 0.4) , 1.0, 2.0), 화학 반응(\(\lambda = 0.2, 2.0\)) 및 열원/흡수원(\(\Delta = -3, -2 ,0.5 , 1\)) . 속도, 온도, 농도, 표면 마찰, 열 전달 속도 및 셔우드 수 분포에 대한 수학적 결과는 무차원 흐름 매개변수를 사용하여 도식적으로 분석됩니다. 복사 매개변수의 값을 증가시키면 속도 및 온도 프로파일이 향상되는 것으로 밝혀졌습니다. 전 세계 소비자를 위한 안전하고 고품질 제품의 생산은 식품에서 의약품, 가정용 세제, 개인 위생 제품에 이르기까지 수직형 콘 믹서에 달려 있습니다. 우리가 제공하는 모든 수직 콘 믹서 유형은 특히 산업 요구 사항을 충족하도록 개발되었습니다. 수직 콘 믹서를 사용하는 동안 믹서가 콘의 경사면에서 예열되면서 분쇄의 효과가 느껴질 수 있습니다. 혼합물이 빠르고 반복적으로 혼합되기 때문에 온도는 원뿔의 경사면을 따라 전달됩니다. 본 연구에서는 이러한 이벤트의 열 전달과 해당 매개변수 특성을 설명합니다. 가열된 원뿔의 온도는 주변으로 대류됩니다.

"나노"라는 용어는 원래 1915년 Oswald가 그의 저서 "The World of Neglected Dimensions"에서 사용했습니다. 나노기술은 나노 크기의 물질이 갖는 고유한 특성으로 인해 21세기 최신 연구주제입니다. 최근 수십 년 동안 전 세계의 연구자와 과학자들이 나노기술의 다양한 측면에 대한 연구를 지속적으로 시도해 왔습니다. 기존 유체에 금속 및 비금속 입자가 현탁되어 있으면 열 전달 성능이 크게 향상될 수 있습니다. 나노기술과 관련 제조 기술의 발전으로 나노크기의 입자를 생산할 수 있게 되었습니다. 나노유체는 열전달 특성을 향상시키기 위해 Choi SUS2가 정의한 기존의 열전달 유체에 나노물질(폭이 100nm 미만)을 함유한 유체입니다. 나노유체의 궁극적인 초점은 가능한 최소한의 나노입자를 사용하면서 열전도도에 대해 얻을 수 있는 가장 높은 효과를 얻는 것입니다. 나노유체는 열을 보다 효율적으로 전도하고, 막힘 없이 마이크로채널을 냉각시키며, 향상된 열 전도성으로 인해 보다 효율적으로 펌핑하는 능력과 같은 이점을 얻었습니다. Gupta et al.3은 MHD Jeffrey 액체가 투과성 원뿔을 통과한 후 영향을 미치는 열 및 질량 플럭스에 대한 Cattaneo-Christov 분석을 조사했습니다. 안정성 분석은 Annur et al.4에 의해 탄소 나노튜브를 따라 이동하는 투과성 플레이트에 대한 부력의 영향을 조사하는 데 사용되었습니다. Sambath et al.5이 수행한 연구에서는 화학 반응이 일어날 때 직립 원뿔을 지나는 일시적인 복사 MHD 열 및 물질 전달 흐름에 대한 지배 PDE를 다루고 Crank-Nicholson 방법을 기반으로 수치 솔루션을 도출했습니다. Hanifa Hanif 등6은 열 발생/흡수 동안 역투과성 원뿔이 있는 원뿔 형태의 수성 하이브리드 나노유체 흐름의 가변 점도를 연구했습니다. 수치해석을 수행하기 위해서는 존재하는 자기장과 복사열유속을 고려해야 합니다. 원형 원뿔을 따라 나노입자의 자연 대류 흐름에 대한 브라운 운동의 이론적 효과는 Iqbal et al.7에 의해 연구되었습니다. Kannan et al.8의 연구에서는 표면 열 유속과 자기장에 의해 생성된 전기 전도성 유체 흐름이 있는 수직 원뿔을 갖는 층류 대류 유체 흐름에 대해 논의했습니다. Hanif 등9은 역원뿔을 가로지르는 비구형 CdTe 나노입자 용액을 포함하는 수성 나노유체의 2차원 흐름을 조사했습니다. Thameem Basha et al.10은 전기수력자기와 불균일한 열원/흡수원을 기반으로 하는 두 가지 다른 형상에서 나노유체의 화학 반응을 조사했습니다. Saleem et al.11은 자기장이 존재하는 상태에서 회전 원뿔 위의 Walter's B 나노유체의 흐름을 연구했습니다. 원뿔 근처와 원뿔에서 먼 각속도는 시간의 역선형 곡선이어야 합니다. 전자석유체역학에 대한 효과는 실제로 Vijayalakshmi et al.12에 의해 두 가지 다른 구성을 갖는 화학적으로 반응하는 Casson 유체에 대해 조사되었습니다. 로렌츠 힘의 영향은 유체 수송의 특성을 이해하기 위해 HT Basha et al.13에 의해 두 가지 다른 구성을 갖는 화학적으로 반응하는 나노유체에 대해 연구되었습니다. Abdul gaffar et al.14는 등온 수직 원뿔 외부의 3등급 점탄성 비뉴턴 유체에 대한 복사 MHD의 영향에 중점을 두었습니다. 열 및 물질 전달의 거동은 열복사 및 화학적 공정을 통해 수직 회전 원뿔을 가로지르는 자기-유체 역학 흐름에 대해 Sulochana et al.15에 의해 조사되었습니다. 연구원 PS Reddy et al.16은 열과 물질 전달 특성을 조사하기 위해 다공성 나노유체로 채워진 수직 원뿔을 사용했습니다. Sreedevi 등17은 흡입/주입뿐만 아니라 화학 공정의 영향 하에서 대류 경계 조건을 나타내는 다공성 매질에 담긴 수직 원뿔을 따라 단일벽 및 다중벽 CNT로 구성된 수성 나노입자의 열 및 물질 전달 연구를 조사했습니다. . HT Basha et al.18은 불균일한 열원/싱크뿐만 아니라 고차 화학 반응을 포함하는 수자성 나노유체 흐름을 설명하기 위해 두 가지 다른 유형의 구성을 연구했습니다. 점성 열 가속 나노유체 흐름은 R Vemula et al.19에 의해 온도 변화와 자기장에 영향을 받는 열복사를 갖는 수직 판을 적용하여 조사되었습니다. 열 교환기 메커니즘은 S Nandal과 R Bhargava20에 의해 확립되었습니다. 경사판 주위의 나노유체의 2차원 안정 자연 대류 흐름. 결과적으로 복사뿐만 아니라 비선형 대류도 대류적으로 가열된 수직 표면을 가로지르는 접선 쌍곡선 유체 흐름에 대해 Mahanthesh et al.21에 의해 제시되었습니다. PS Reddy et al.22는 열 복사와 열 발생 성분을 함유한 투과성 물질에 잠긴 기울어진 수직 판과 함께 자기장 나노유체의 열 전달 특성과 질량 전달 특성을 조사했습니다. Abdul Gaffar et al.23은 열복사 및 열 생성/흡수 효과를 포함하여 수직 원뿔을 가로지르는 점탄성 비혼화성 Jeffrey 유체의 MHD 일반 대류 흐름, 열 및 질량 전달을 연구했습니다. 기울어진 자기장과 전기 전도도를 갖는 수성 알루미늄 합금 나노유체는 Sandeep과 Animasaun24에 의해 연구되었습니다. Durairaj 등은 Darcy가 아닌 다공성 매질로 포화된 수직 원뿔과 평판을 사용하여 화학 반응에 의해 열을 생성하거나 흡수하는 Casson 흐름을 분석했습니다. 특히, Sridevi et al.26은 MHD 경계층 열 전달에 대한 흡입/주입을 통한 대류 경계 조건을 비판했습니다. PS Reddy et al.27은 위쪽 직선 원뿔을 따라 흐르는 일반 대류 나노유체 주변층 흐름에서 질량뿐만 아니라 열 전달에 대한 화학 반응과 열복사 효과를 조사했습니다. M Turkyilmazoglu et al.28의 실험에서 수직 균일 자기장과 열복사는 분석적으로 상호 작용하여 수평 무한 등온판 위로 흐르는 나노유체의 자유 대류에 영향을 미칩니다. PS Reddy와 AJ Chamkha29는 두 가지 유형과 크기의 나노입자를 사용하여 수직 원뿔 주위의 나노유체의 질량 전달 특성과 일반 대류 주변층 열을 설명했습니다. N Sandeep과 MG Reddy30은 원뿔과 쐐기 위의 전기 전도성 MHD 나노유체 흐름의 열 전달 설계 특성을 조사하기 위해 열원/싱크 영향뿐만 아니라 비선형 열 복사를 고려하여 수학적 모델을 설명했습니다. CSK Raju 등31은 불균일한 열 흡입/주입 효과와 원뿔 위의 다양한 MHD 장에서 나노유체의 브라운 운동과 열영동의 역할을 연구했습니다. B Mallikarjuna et al.32는 다공성 매질에 담긴 회전 수직 원뿔을 통한 뉴턴 유체의 혼합 대류 흐름을 사용하여 화학 반응 효과를 포함하여 대부분 자기장이 존재하는 상태에서 통합 열 및 질량 전달을 조사했습니다. IS Oyelakin et al.33은 다공성 매질에 담긴 브라운 운동의 영향으로 수직 원뿔에 걸쳐 다양한 점도 흐름을 갖는 Cattaneo-Christov Casson 나노유체를 분석했습니다.