나노입자 및 다중 슬립 효과가 있는 나노유체의 열 점프 조건 검사

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 5586(2022) 이 기사 인용

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일정한 자기장을 갖는 회전 디스크 위의 나노 현탁액의 꾸준한 흐름에 대한 열복사 영향과 관련된 미끄럼 경계 조건의 중요성이 이 연구 조사에서 논의됩니다. 여기서 산화철\(\left( {Fe_{3} O_{4} } \right)\), 이산화지르코늄\(\left( {ZrO_{2} } \right)\) 및 티타늄\(\left( {Ti} \right)\)는 나노입자로 모집되고 물은 \(\left( {H_{2} O} \right)\) 호스트 유체로 모집됩니다. 적절한 유사성 변환은 주요 PDE를 비선형 ODE 시스템으로 변환하는 데 사용됩니다. 그런 다음 ODE 세트는 MATLAB에 내장된 함수인 슈팅 접근법(bvp4c 솔버)을 통해 해결됩니다. 열복사 및 속도 슬립 매개변수와 같은 물리적 흐름 매개변수의 묘사적 결과는 그림의 도움으로 공개되고 명확해집니다. 이 조사에 따르면 슬립 매개변수는 속도 프로파일을 크게 감소시킵니다. 자기 매개변수의 추정치가 높을수록 압력이 감소합니다. 열복사 매개변수의 값이 상승함에 따라 열 프로파일이 향상되었습니다. 기상학, 기상학, 대기 연구, 생화학 공학, 전력 공학, 운송 생산, 태양 에너지 변환, 감지 마이크로 제조, 폴리머 제조 텀블러 및 기타 분야에서 이 제안 모델의 이점을 누릴 수 있습니다. 제안된 연구는 이러한 종류의 실질적인 결과에 대응하여 개발되었습니다. 이 연구는 디스크를 가로지르는 나노입자 흐름의 자기장, 미끄럼 경계 조건 및 열 복사의 결과를 조사한다는 점에서 독특합니다. 최근 연구는 혁신적이며, 다른 연구자들이 열 교환 거동과 작동 유체의 신뢰성에 대해 더 자세히 알아보는 데 사용할 수 있습니다.

나노유체는 나노입자와 호스트 유체의 조합입니다. 기본 액체에 있는 나노입자의 콜로이드 농도가 이를 형성합니다. 이러한 기본 유체에는 열전도율이 낮습니다. 나노입자의 생성으로 인해 나노입자는 기본 유체의 열 전달 효율성을 강화하는 데 사용됩니다. 또한 열용량을 늘리는 데 도움이 됩니다. 기본 유체는 열물리 현상이 매우 낮습니다. 나노입자는 생성으로 인해 기본 유체의 열 전달 강도를 높이는 데 사용됩니다. 그들은 또한 열적 물리적 현상의 증가에 기여합니다. 그들은 뚜렷한 화학적, 물리적 특성을 가지고 있습니다. 이 분야에서 이루어진 선구적인 작업에 이어 Choi1을 통해 엄청난 발전이 이루어졌습니다. Eshgarf et al.2는 최대 에너지 소비를 조사했으며, 하이브리드 나노유체의 특성, 준비, 모델링 및 안정화에 대한 연구가 발표되었습니다. Sathyamurthy 등3은 광전지 패널을 냉각시키기 위한 연구에 사용된 나노유체를 분석했습니다. 수정된 타원 방정식을 사용하여 Wakif 등4은 하이브리드 나노현탁액의 안정성에 대한 열 복사의 영향을 조사했습니다. 농축기 수집기의 나노유체: Buongiorno et al.5는 중요한 혁신과 가능성을 제시했습니다. 새로운 \(Co_{3} O_{4}\) 하이브리드 나노유체를 이용한 열 전달 및 엔트로피 생성은 Said et al.6에 의해 제시되었습니다. Giwa 등7은 염기 현탁액, 열 및 곡선 맞춤에 대한 집중의 결과를 면밀히 조사했습니다. Hashemi et al.8은 나선형 이중 파이프 열이 전달되고, 층류 열 구배와 새로운 곡선형 원추형 도표를 사용하여 두 가지 별개의 하이브리드 나노유체의 유동 특성을 입증했습니다. 하이브리드 나노유체에 대한 열의 영향은 Wole-Osho et al.9에 의해 연구되었습니다. 새로운 와류 발생기를 사용하여 Ajarostaghi et al.10은 파이프 내 하이브리드 나노입자의 난류 흐름과 열 전달에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 조사했습니다. 재생에너지 시대는 현재 문명이 직면한 가장 어렵고 중요한 문제 중 하나입니다. 태양광 전기는 이 문제에 대한 비용 효율적인 솔루션입니다. 태양광 발전은 전기와 에너지를 생산하는 자연스러운 방법이기도 합니다. 태양 에너지는 열 복사의 형태로 전달되며 이는 첨단 발전소, 가스 냉각 원자로 및 가스 터빈과 같은 다양한 기술적 목적에 중요합니다. 관련 장치 설계에서 열복사에 의한 열 전달의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 복사 결과는 복합 절차 산업에서 열 전달 절차를 실행하는 데 사용됩니다. 지난 몇 년 동안 유도, 대류 열 교환, 모델링 및 관련 프로그램에 대해 많은 연구가 수행되었습니다. 나노유체의 성능은 기본 유체에 하나 이상의 나노입자를 삽입하여 하이브리드 나노유체를 생성함으로써 확장될 수 있습니다. 하이브리드 나노유체는 현재 수치적으로나 실험적으로 연구되고 있습니다. Hussain et al.11은 열 복사 단계를 연구했습니다. 하이브리드 나노유체의 열 전달이 조사되었습니다. Wakif 등12은 일반화된 Buongiorno 나노액체 모델을 조사했으며, 하이브리드 나노현탁액에 대한 열복사 및 표면 품질의 영향을 고려했습니다. Muhammad et al.13은 Jeffery 나노유체 운동과 교차류의 상호작용과 가변적인 열전도도의 중요성을 탐구했습니다. Muhammad et al.14는 시트 위에 열복사로 생성된 나노유체의 용융 요소를 모델링했습니다. Huang et al.15은 투명한 Gd2Zr2O7/GdMnO3 열 전도성 고분자의 열 에너지 차폐 특성을 조사했습니다. Mesgarpour et al.16은 냉각을 위한 태양광 패널의 사용을 조사했습니다. 열 복사를 위한 다공성 재료의 새로운 개념을 컴퓨터로 구현했습니다. Ijaz 등17은 강자성 유체 흐름에 대한 열전도도의 영향을 조사했습니다. Zeng et al.18에 따르면 동적으로 조정 가능한 표면 투과율은 동적 열 복사 작용 메커니즘을 구성하는 데 사용됩니다. Waqas et al.19는 열 복사, 운동 에너지 및 용융 메커니즘을 사용하여 나노입자를 교차시키는 흐름을 분석했습니다. 제한된 영역의 자연 대류 흐름: 전기유체역학 및 복사열 효과, Roy et al.20. 식품 가공, 제지 제조, 와이어 및 섬유 처리 등은 모두 널리 연구된 신장된 시트에 의해 생성된 비뉴턴 유체 흐름의 사례입니다. 이러한 공정에서 열 전달 공정의 냉각 속도는 완제품의 품질에 큰 영향을 미칩니다. 냉각 속도를 조절하고 고품질 제품을 만드는 데 가장 중요한 기능 중 하나는 MHD 매개변수입니다. MHD 채널의 Casson 유체 흐름에 대한 스펙트럼 이론은 Sheikh et al.21에 의해 발견되었습니다. 하이브리드 나노유체 흐름은 다공성 표면을 지탱할 수 있는 무한 지수를 가로지르는 복사 MHD 흐름으로 Krishna et al.22에 의해 표현되었습니다. Haq et al.23은 수직판을 가로지르는 MHD 흐름뿐만 아니라 화학 반응과 점점 더 가열되는 열 교환 질량 및 열 전달을 조사했습니다. Galerkin 방법을 사용하여 Hamid et al.24은 채널을 통한 MHD 나노유체 흐름을 조사했습니다. Ferro-Brinkman 유형 나노유체에 대한 MHD의 형태 영향은 Saqib et al.25에 의해 계산되었습니다. 양방향 지수 시트 위의 하이브리드 나노유체의 MHD 흐름에 대한 열 생성 및 흡수의 반영은 Zainal et al.26에 의해 연구되었습니다. 전진판 위의 MHD 물 흐름에서 엔트로피 생성에 대한 조사는 Abdelhameed27에 의해 탐구되었습니다. 하이브리드 분말을 사용한 대류 MHD 흐름 모델링은 Shafee et al.28에 의해 조사되었습니다. Dawar 등29은 화학적 전위가 있는 비선형 확장 플레이트를 가로지르는 Williamson 나노현탁액의 MHD 흐름을 연구했습니다. Kumar et al.30은 MHD 흐름과 열이 다공성 디스크를 통해 층류 방식으로 어떻게 전달되는지 조사했습니다. 나노유체와 나노입자에 대한 더 많은 연구가 수행되고 있습니다31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41.