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Flujo de convección natural sobre un cono circular permeable vertical con flujo de calor superficial uniforme en viscosidad dependiente de la temperatura con tres soluciones dentro de la capa límite

Autores: Hasan, Md Farhad; Molla, Md. Mamun; Kamrujjaman, Md.; Siddiqa, Sadia

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Flujo de convección natural sobre un cono circular permeable vertical con flujo de calor superficial uniforme en viscosidad dependiente de la temperatura con tres soluciones dentro de la capa límite


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Sistemas

Palabras clave

Estudio
Viscosidad dependiente de la temperatura
Flujo de convección natural
Cono circular permeable vertical
Flujo de calor
Computación numérica.

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 34

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El objetivo de este estudio es investigar los efectos de la viscosidad dependiente de la temperatura en el flujo de convección natural de un cono circular permeable vertical con flujo de calor uniforme. Como parte del cálculo numérico, las ecuaciones de capa límite gobernantes se transforman en una forma adimensional. El sistema no lineal resultante de ecuaciones en derivadas parciales se reduce a ecuaciones locales de no similitud que se resuelven computacionalmente mediante tres metodologías de solución diferentes, a saber, (i) solución de perturbación para un pequeño parámetro de transpiración (), (ii) solución asintótica para grandes , y (iii) el método implícito de diferencias finitas junto con un esquema de caja de Keller para todos . Los resultados numéricos de los perfiles de velocidad y viscosidad del fluido se muestran gráficamente con características de transferencia de calor. El esfuerzo cortante en términos del coeficiente de fricción local y la tasa de transferencia de calor en términos del número de Nusselt local () se presentan en forma tabular para el parámetro de viscosidad () y el número de Prandtl (). La viscosidad es una función lineal de la temperatura que es válida para números de Prandtl pequeños (). Las soluciones triples se compararon como parte de las validaciones con varias gamas de números. En general, se establecieron buenos acuerdos. El hallazgo principal de la investigación proporciona una mejor demostración de cómo la viscosidad dependiente de la temperatura afecta el flujo convectivo natural. Se encontró que aumentar , y disminuir el coeficiente de fricción local, pero tiene más influencia en aumentar la tasa de transferencia de calor, ya que el efecto de fue errático en pequeño y grande . Además, en la variable , un gran aumento las máximas locales de viscosidad en grandes extensiones, particularmente en bajos , pero el efecto en la distribución de temperatura resultó ser menos significativo bajo la misma condición. Sin embargo, en la variable y fijo , se observó que la distribución de temperatura estaba más influenciada por en pequeño , mientras que en grande dominaba significativamente este esquema independientemente de la variación en . Las validaciones a través de soluciones triples actúan como evidencia de la precisión y versatilidad del enfoque actual.

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