Investigación numérica de flujo de fluidos de MWCNT y SWCNT junto con los efectos de la energía de activación sobre reacciones químicas autocatalíticas cuárticas endotérmicas y exotérmicas
Autores: Mehmood, Yasir; Shafqat, Ramsha; Sarris, Ioannis E.; Bilal, Muhammad; Sajid, Tanveer; Akhtar, Tasneem
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigación numérica de flujo de fluidos de MWCNT y SWCNT junto con los efectos de la energía de activación sobre reacciones químicas autocatalíticas cuárticas endotérmicas y exotérmicas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelo matemático
Thompson
Troian
Fronteras deslizantes
Nanofluido que contiene nanotubos de carbono
Flujo en punto de estancamiento
Función bvp4c construida en MATLAB
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 51
Citaciones: Sin citaciones
Se crea un modelo matemático para analizar el impacto de los límites de deslizamiento de Thompson y Troian sobre una superficie en contracción/expansión que sostiene nanofluidos que contienen nanotubos de carbono a lo largo de un flujo de punto de estancamiento. Se toman en consideración tanto los nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNTs) como los de pared simple (SWCNTs), con agua sirviendo como líquido base. El flujo se obtiene debido al estiramiento o contracción de la superficie. Además se añaden a modelo matemático original la radiación térmica, la energía de activación, los impactos de la flotabilidad y procesos químicos llamados autocatálisis cuártica. Se utiliza la función bvp4c construida en MATLAB que implica la fórmula de tres etapas de Lobatto IIIa para los resultados numéricos de perfiles de velocidad, concentración y temperatura adimensionales. Contraponiéndolo con un artículo publicado en este caso específico, se determina si el modelo matemático sugerido es legítimo. En este sentido, se logra un consenso notable. Se utilizan representaciones gráficas para mostrar el comportamiento de muchas variables de flujo adimensionales, como el parámetro de velocidad de deslizamiento, el coeficiente de inercia, el parámetro de porosidad y la fracción de volumen sólido. Se informan cálculos de la fuerza de arrastre en la superficie para examinar los efectos en la superficie de estiramiento permeable. Se ha demostrado que aumentar el factor de velocidad de deslizamiento aumenta la velocidad de flujo del fluido mientras disminuye la fuerza de arrastre en la superficie. Si el coeficiente endotérmico/exotérmico aumenta, la eficiencia de transferencia térmica local disminuye. Para los nanofluidos, el factor de viscosidad cambiante aumenta la velocidad axial mientras disminuye la distribución de temperatura. Además, la fracción volumétrica sólida mejora las distribuciones de temperatura al reducir el perfil de concentración y la velocidad.
Descripción
Se crea un modelo matemático para analizar el impacto de los límites de deslizamiento de Thompson y Troian sobre una superficie en contracción/expansión que sostiene nanofluidos que contienen nanotubos de carbono a lo largo de un flujo de punto de estancamiento. Se toman en consideración tanto los nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNTs) como los de pared simple (SWCNTs), con agua sirviendo como líquido base. El flujo se obtiene debido al estiramiento o contracción de la superficie. Además se añaden a modelo matemático original la radiación térmica, la energía de activación, los impactos de la flotabilidad y procesos químicos llamados autocatálisis cuártica. Se utiliza la función bvp4c construida en MATLAB que implica la fórmula de tres etapas de Lobatto IIIa para los resultados numéricos de perfiles de velocidad, concentración y temperatura adimensionales. Contraponiéndolo con un artículo publicado en este caso específico, se determina si el modelo matemático sugerido es legítimo. En este sentido, se logra un consenso notable. Se utilizan representaciones gráficas para mostrar el comportamiento de muchas variables de flujo adimensionales, como el parámetro de velocidad de deslizamiento, el coeficiente de inercia, el parámetro de porosidad y la fracción de volumen sólido. Se informan cálculos de la fuerza de arrastre en la superficie para examinar los efectos en la superficie de estiramiento permeable. Se ha demostrado que aumentar el factor de velocidad de deslizamiento aumenta la velocidad de flujo del fluido mientras disminuye la fuerza de arrastre en la superficie. Si el coeficiente endotérmico/exotérmico aumenta, la eficiencia de transferencia térmica local disminuye. Para los nanofluidos, el factor de viscosidad cambiante aumenta la velocidad axial mientras disminuye la distribución de temperatura. Además, la fracción volumétrica sólida mejora las distribuciones de temperatura al reducir el perfil de concentración y la velocidad.