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Jan 13, 2024
三元ナノ粒子の多孔質伸縮表面による微極液体流の熱と物質移動
Scientific Reports volume 13、記事番号: 3011 (2023) この記事を引用する 1490 アクセス数 2 引用指標の詳細 この調査は、流体の流れ特性を予測するために実行されます。
Scientific Reports volume 13、記事番号: 3011 (2023) この記事を引用
1490 アクセス
2 引用
メトリクスの詳細
本研究は、化学反応や放射線の影響下で伸縮する表面を横切る三元ナノ粒子が注入された微極性液体の流れ特性を予測するために行われます。 ここでは、3 つの異なる形状のナノ粒子 (酸化銅、グラフェン、銅ナノチューブ) を H2O 中に懸濁して、流れ、熱、物質移動の特性を分析します。 流れは逆ダーシー モデルを使用して解析され、熱解析は熱放射に基づいて行われます。 さらに、物質移動は、一次化学反応性種の影響を考慮して調べられます。 考慮された流れの問題がモデル化され、支配方程式が得られます。 これらの支配方程式は、高度に非線形な偏微分方程式です。 適切な相似変換を採用すると、偏微分方程式は常微分方程式に変換されます。 熱および物質移動解析は、PST/PSC と PHF/PMF の 2 つのケースで構成されます。 エネルギーおよび質量特性の解析ソリューションは、不完全なガンマ関数の観点から抽出されます。 微極性液体の特性をさまざまなパラメータで解析し、グラフで表示します。 この分析では、皮膚の摩擦の影響も考慮されます。 伸びと物質移動の速度は、工業で製造される製品の微細構造に大きな影響を与えます。 今回の研究で得られた分析結果は、ポリマー産業における延伸プラスチックシートの製造に役立つと思われる。
微極流体の理論的研究は、非常に不規則で、独自の軸の周りでわずかに回転および回転する、柔軟性のない小さな粒子を懸濁した粘性流体です。 血液、塗料、潤滑流体、異方性流体、ポリマー、動物の血液、複雑な生物学的構造などの流体は、産業において重要な用途を持つマイクロ流体の数例です。 エリンゲン 1 は、マイクロ流体理論を提案した先駆者です。 この理論では、ベクトル場に依存しない新しい構成方程式と新しい微小回転材料がナビエ・ストークス方程式に追加されます。 Eringen2 は、熱微極流体の一般化された理論を提供することで、彼の以前の研究を拡張しました。 Gram と Smith3 は、強い相乗効果と弱い相乗効果を伴う微極流体のよどみ流れを研究しました。 Sankara et al.4 は、高度に収束するホモトピー法を使用して、伸縮性シートを横切る微極流体の流れを調査し、数値結果を得ました。 Hady5、Heruska6、Chiam7 による研究を含むいくつかの初期の研究は、産業用途における微極境界層流の潜在的な重要性を動機としています。 それ以来、多くの著者 8、9、10、11、12、13、14、15 が、磁気流体力学 (MHD)、ジュール加熱、放射線、化学反応、粘性散逸などのさまざまな物理パラメーターが微極流体に及ぼす影響を研究してきました。
一方で、さまざまな物理的状況における熱輸送の特性に対するナノ粒子含有物の影響については、数多くの研究が調査されています。 ナノ流体は、ベース流体中に懸濁された熱伝導性の高いナノ粒子で構成される流体です。 流体中に金属ナノ粒子が懸濁しているため、ナノ流体は通常の流体よりも熱伝導率が高く、化学的に安定しており、熱伝達率が向上しているため、石油産業、製薬産業、その他多くの分野で使用されています。 Dulal Pal16,17 は、伸縮シート上のナノ流体のホール効果とよどみ点の流れを分析しました。 Krishnandan et al.18 は、化学反応の影響下で収縮するシート上を MHD ナノ粒子が流れることを計算で調べ、微極流体のよどみ点に近づく熱を加えた。その結果、ビオ数が増加するとナノ流体の温度と分布が変化することが明らかになった。ナノ粒子は両方とも増加します。 Alizadeh et al.19 は、磁場と熱放射にさらされた透過性材料と微極ナノ流体の流れ壁の間の熱伝達を調査しました。 Bilal20 研究には、滑りと抵抗散逸を伴い上向きのシート上を流れる混合対流微極性ナノ粒子が含まれます。 放射線とホール電流を伴う 2 つの表面で囲まれた MHD 微極ナノ流体の流れに関する研究は、Saeed らによって行われました 21。 Rafique et al.22 は、微極ナノ流体流体磁気流について議論しました。 Patnaik et al.23 は、ADM-Pade 計算技術を使用して、多孔質伸縮表面を通過する化学反応を伴う MHD 微極ナノ流体流の混合対流を分析しました。 Aslani et al.24 は、放射線効果を伴う貫通可能な伸縮シートを横切る MHD 微極流体の流れに関する研究を実施しました。 Gadisa et al.25 は、非フーリエの法則熱流束モデルを使用して問題を定式化することにより、微極ナノ流体流の結合応力の影響を解析する数値手法を使用しました。