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Dec 04, 2023

Variação de calor no fluxo de nanofluido híbrido MHD Williamson com condição de contorno convectiva e aquecimento ôhmico em um material poroso

Relatórios Científicos volume 13, Artigo número: 6071 (2023) Citar este artigo 670 Acessos Detalhes da Métrica O objetivo do presente estudo é explorar a variação de calor no híbrido MHD Williamson

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 6071 (2023) Citar este artigo

670 acessos

Detalhes das métricas

O objetivo do presente estudo é explorar a variação de calor no modelo de nanofluido híbrido MHD Williamson (Ag-TiO2/H2O) para fluxo bidimensional estável e incompressível com condição de contorno convectiva em um sistema poroso coordenado curvo com aquecimento Ohmico. O número de Nusselt é diferenciado pelo processo de radiação térmica. As equações diferenciais parciais são controladas pelo sistema poroso de coordenadas curvas, que representa o paradigma de fluxo. Empregando transformações de similaridade, as equações adquiridas foram transformadas em equações diferenciais ordinárias não lineares acopladas. As equações governantes foram dissolvidas pelo RKF45 por meio de metodologia de tiro. O foco está no exame de características físicas, como fluxo de calor na parede, distribuição de temperatura, velocidade de fluxo e coeficiente de atrito superficial para uma variedade de fatores relacionados. A análise explicou que o aumento da permeabilidade, os números de Biot e Eckert melhoram o perfil de temperatura e retardam a transferência de calor. Além disso, as condições de contorno convectivas e a radiação térmica aumentam o atrito da superfície. O modelo é elaborado como uma implementação para energia solar em processos de engenharia térmica. Além disso, esta pesquisa tem enormes aplicações nas indústrias de polímeros e vidros, também na área de estilização de trocadores de calor, operações de resfriamento de placas metálicas, etc.

Devido a restrições nas aplicações de fluidos newtonianos, o estudo de fluidos não newtonianos ganhou relevância na pesquisa moderna. Os fluidos não newtonianos incluem mel, amido, sprays lubrificantes, ketchup e líquidos hidráulicos. Fluidos não newtonianos não estão sujeitos à relação de viscosidade de Newton. Fluidos não newtonianos têm relevância não linear entre tensão de cisalhamento e taxa de cisalhamento. Os fluidos não newtonianos são ainda categorizados em duas categorias principais; fluidos de espessamento por cisalhamento e fluidos de afinamento por cisalhamento. Fluidos de natureza não newtoniana são comumente usados ​​em indústrias mecânicas e químicas, e também em ciências biológicas. Isso despertou a curiosidade de vários investigadores curiosos sobre o fluxo de sangue, o fluxo de lubrificante e o fluxo de plasma. Muitos paradigmas de fluidos foram desenvolvidos para exibir a natureza real dos fluidos com base na viscosidade. Esses modelos de fluidos são úteis para obter um melhor conhecimento das características reológicas de fluidos não newtonianos. Entre esses fluidos estão os fluidos de Carreau, Maxwell, Williamson, Casson, Jaffrey, etc. Não existia um bom modelo matemático que obedecesse ao fluxo de fluidos de desbaste (pseudoplástico). Williamson1 foi um pioneiro no estudo de materiais pseudoplásticos e na sugestão de um regime de fluidos para fluidos não newtonianos, que acabou sendo nomeado em sua homenagem. Este paradigma foi apresentado em 1929. O fluido de Williamson devido à superfície móvel, levando em consideração a dissipação viscosa, foi investigado por Megahed2. Ele elaborou que a velocidade da superfície foi reduzida pela velocidade de deslizamento, domínio magnético, fenômenos de sucção e espessura da camada limite de momento, resolvendo equações avançadas. O fluxo do fluido MHD Williamson em uma lâmina extensível com as condições térmicas e impactos de velocidade foi examinado por Lund et al.3. Iqbal et al.4 utilizaram o modelo de Williamson para analisar numericamente o escoamento causado pelo estiramento da placa. Gireesha et al.5 investigaram o fluxo líquido de Williamson em um microcanal usando características de cisalhamento de parede. O fluxo do paradigma de Williamson saturado em grânulos foi examinado por Bibi et al.6. O impacto do fluxo no paradigma MHD Williamson com reativo químico e dissipador/fonte de calor através de uma superfície plana/curva foi verificado por Kumar et al.7. Devido à utilidade dos fluidos não newtonianos, numerosos investigadores8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19 utilizaram esses modelos para mostrar o verdadeiro comportamento dos fluidos ao longo da década anterior.