ニュース

Jan 09, 2024

コリオリの力と熱放射が水に及ぼす影響の調査

Scientific Reports volume 12、記事番号: 21733 (2022) この記事を引用する 744 アクセス数 2 引用数 メトリクスの詳細 ハイブリッド ナノ流体の強化された熱物理特性により、それらはさまざまな用途に適用可能になります。

Scientific Reports volume 12、記事番号: 21733 (2022) この記事を引用

744 アクセス

2 引用

メトリクスの詳細

ハイブリッド ナノ流体の強化された熱物理的特性により、熱伝達の増大を必要とする多くの機械および工学用途に適用できるようになります。 本研究は、熱伝達を伴う境界層内の三次元銅アルミニウム酸化物\(\left( Cu\text{- }Al_{2}O_{3}\right)\)-水ベースのハイブリッドナノ流体の流れに焦点を当てています。回転する指数関数的に伸縮するプレート上で、傾斜した磁場にさらされます。 シートは角速度 \(\Omega\) で回転し、磁場の傾斜角は \(\gamma\) です。 一連の適切な類似度変換を使用すると、支配的な PDE が ODE に減ります。 結果として得られる ODE は、Shooting Technique を使用した有限差分コードで解決されます。 回転が大きくなると一次速度は増加しますが、回転が増加すると二次速度は減少します。 さらに、磁場が流れに逆らって、一次速度と二次速度の両方の低下を引き起こすことがわかっています。 体積分率が増加すると、表皮摩擦係数が減少し、熱伝達率が向上します。

ナノテクノロジーの分野は、ここ数十年にわたり研究者の関心を集めてきました。 ナノ液体は、水などのいくつかのキャリア液体といくつかの固体ナノ粒子 (直径 100 nm 未満の粒子) で構成されます。 ナノ液体の用途は、発電所、原子炉冷却、航空機、マイクロリアクターなどです。 まず、Choi と Eastman1 は、ナノ粒子の熱物理学的特徴をレビューしました。 多くの学者が、ナノ粒子とナノ液体の熱挙動に関する重要な報告書を執筆しています。 Ali et al.2 は、ナノ流体の流れに対するオーミック加熱の影響を徹底的に分析しました。 Waqas et al.3 は、生物対流を考慮してシリンダーによって開始される Maxwell ナノ液体の流れをレビューしました。 Khan ら 4 は、磁気効果と活性化エネルギーを伴うナノ液体の流れを研究しました。 Zhou ら 5 は、生物対流と二重拡散効果を考慮して、Williamson ナノ流体の流れを精査しました。 ナノ流体に関する最近の研究については、6、7、8、9、10 を参照してください。 最近、ハイブリッドナノ流体が研究者の注目を集めています。 これは、ナノ流体と比較して熱伝導率が高いためです。 したがって、ハイブリッドナノ流体は、熱デバイスまたは熱システムにおける熱伝達にとってより良い選択肢として機能します11、12、13、14、15、16、17、18、19、20。 ハイブリッド ナノ流体は、ベース液体中で融合された 2 つの別個の固体ナノ粒子の人工懸濁液です。 その熱伝導率は、単純なナノ流体の熱伝導率よりも高くなります。 Anuar et al.21 は、銅-アルミナベースのハイブリッドナノ液体の磁気流体力学的流れを調査し、磁場の増加によって境界層の分離が遅れることを発見しました。 この研究では、彼らの 2 つの解決策も示されています。 安定した溶液と不安定な溶液。 Mabood et al.22 は、ハイブリッド ナノ流体の MHD 流れに対する熱放射の影響を典型的に示し、その結果は、質量濃度が増加するにつれて流速が低下することを示しています。 Gowda et al.23 は、粒子の堆積を考慮して、回転ディスク上の二重ナノ粒子を含む流体の流れを調べました。 ディスクの動きの上向きの速度により、接線速度と半径方向速度の両方が増加しました。 熱泳動が増加すると物質移動も減少します。

非常に高い温度を必要とする現代の熱交換システムの多くは、流れおよび熱伝達動作における熱放射に依存しています。 熱放射は、液体粒子を介して暖かさのエネルギーを分配する一種の熱伝達現象です。 電磁流体力学的流れに対する放射線の影響の刺激は、石油ポンプの製造、電気チップ、紙皿の製造、金属部品の冷却など、高温を伴う多くの工業的および技術的作業において大きな魅力を持っています。 Khan ら 24 は、膨張する表面上の放射効果を伴う 2 級液体の流れに対する熱泳動効果を調査しました。 方程式は無次元化され、結果として得られる非線形常微分方程式はホモトピー解析法を使用して解かれました。 膜厚と磁場強度を増加させることにより、速度プロファイルが大幅に減少することが発見されました。 温度プロファイルは、熱伝導率パラメータの増加とともに上昇します。 Animasaun et al.25 による研究では、電気を介して熱エネルギーが伝達されると、ヌッセルト数 \(-\theta '\left( 0\right)\) が最適な比率 1.53 でプラントル数とともに増加することが発見されました。 -磁気波は最小限です。