Análisis de transferencia de calor para el flujo de nanofluido de cobre-agua a través de un medio poroso uniforme generado por un disco rígido en rotación
Autores: Alkuhayli, Naif Abdulaziz M.; Morozov, Andrew
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis de transferencia de calor para el flujo de nanofluido de cobre-agua a través de un medio poroso uniforme generado por un disco rígido en rotación
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estudio
Temperatura
Velocidad
Nanofluido
Condiciones de deslizamiento
Transferencia de calor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga teóricamente las distribuciones espaciales de temperatura y velocidad en el flujo de un nanofluido de cobre-agua inducido por un disco rígido giratorio en un medio poroso. A diferencia de trabajos anteriores sobre sistemas similares, asumimos que la superficie del disco está bien pulida (recubierta); por lo tanto, existen deslizamientos de velocidad y temperatura entre el nanofluido y la superficie del disco. La importancia de considerar condiciones de deslizamiento en la modelización de nanofluidos proviene de aplicaciones prácticas donde las partes giratorias de las máquinas pueden estar recubiertas. Además, este estudio examina la influencia de la generación de calor en la distribución de temperatura dentro del flujo. Transformando las ecuaciones diferenciales parciales (EDPs) de Navier-Stokes originales en un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias (EDOs), se obtienen soluciones numéricas. Las condiciones de contorno para los deslizamientos de velocidad y temperatura se formulan utilizando la viscosidad efectiva y la conductividad térmica del nanofluido de cobre-agua. Se investiga la dependencia de los campos de velocidad y temperatura en el flujo de nanofluido en los parámetros clave. Los principales hallazgos del estudio son que la fracción de volumen de nanopartículas impacta significativamente en la distribución de temperatura, especialmente en presencia de una fuente de calor. Además, el pulido de la superficie del disco mejora los deslizamientos de velocidad, reduciendo las tensiones en la superficie del disco, mientras que un pronunciado deslizamiento de velocidad conduce a cambios distintos en las componentes de velocidad radial, azimutal y axial. El estudio destaca la influencia de las condiciones de deslizamiento en la velocidad del fluido en comparación con las condiciones de no deslizamiento consideradas previamente. Esto sugiere que tener en cuenta las condiciones de deslizamiento para discos giratorios recubiertos proporcionaría predicciones más precisas en la evaluación de la transferencia de calor, lo cual sería potencialmente importante para el diseño práctico de diversos dispositivos que utilizan nanofluidos.
Descripción
Este estudio investiga teóricamente las distribuciones espaciales de temperatura y velocidad en el flujo de un nanofluido de cobre-agua inducido por un disco rígido giratorio en un medio poroso. A diferencia de trabajos anteriores sobre sistemas similares, asumimos que la superficie del disco está bien pulida (recubierta); por lo tanto, existen deslizamientos de velocidad y temperatura entre el nanofluido y la superficie del disco. La importancia de considerar condiciones de deslizamiento en la modelización de nanofluidos proviene de aplicaciones prácticas donde las partes giratorias de las máquinas pueden estar recubiertas. Además, este estudio examina la influencia de la generación de calor en la distribución de temperatura dentro del flujo. Transformando las ecuaciones diferenciales parciales (EDPs) de Navier-Stokes originales en un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias (EDOs), se obtienen soluciones numéricas. Las condiciones de contorno para los deslizamientos de velocidad y temperatura se formulan utilizando la viscosidad efectiva y la conductividad térmica del nanofluido de cobre-agua. Se investiga la dependencia de los campos de velocidad y temperatura en el flujo de nanofluido en los parámetros clave. Los principales hallazgos del estudio son que la fracción de volumen de nanopartículas impacta significativamente en la distribución de temperatura, especialmente en presencia de una fuente de calor. Además, el pulido de la superficie del disco mejora los deslizamientos de velocidad, reduciendo las tensiones en la superficie del disco, mientras que un pronunciado deslizamiento de velocidad conduce a cambios distintos en las componentes de velocidad radial, azimutal y axial. El estudio destaca la influencia de las condiciones de deslizamiento en la velocidad del fluido en comparación con las condiciones de no deslizamiento consideradas previamente. Esto sugiere que tener en cuenta las condiciones de deslizamiento para discos giratorios recubiertos proporcionaría predicciones más precisas en la evaluación de la transferencia de calor, lo cual sería potencialmente importante para el diseño práctico de diversos dispositivos que utilizan nanofluidos.