Simulazione del flusso di nanofluidi ibridati e miglioramento del trasferimento di calore tramite 3

Mar 22, 2024

Scientific Reports volume 12, numero articolo: 11658 (2022) Citare questo articolo

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Il presente studio ha analizzato la creazione di energia termica e la sua concentrazione nei liquidi newtoniani attraverso piastre verticali riscaldate in 3D. Viene discusso il ruolo delle teorie Soret e Dufour nelle formule di concentrazione e di energia. Viene introdotto il ruolo delle nanoparticelle ibride per illustrare l'efficienza delle particelle in termini di soluto ed energia termica. Viene rimosso un processo di dissipazione viscoso e un campo magnetico variabile. L'approccio proposto è motivato dalla necessità di massimizzare l'uso dei soluti e dell'energia termica nei settori biologico e industriale. Il sistema costruito di PDE (equazioni alle derivate parziali) include equazioni di concentrazione, quantità di moto ed energia termica all'interno di varie caratteristiche termiche. Le trasformazioni vengono utilizzate per formulare il sistema di EDO (equazioni differenziali ordinarie) per la soluzione. Per valutare varie caratteristiche rispetto a varie variabili, viene utilizzato un approccio agli elementi finiti Galerkin. È stato dimostrato che il movimento nei componenti su scala nanometrica è inferiore al movimento nelle nanoparticelle ibride. Inoltre, le fluttuazioni nell'energia termica e nel conteggio delle particelle di soluto sono osservate in relazione ai cambiamenti nei numeri di Soret, Eckert, magnetico e Dufour. La scoperta fondamentale è che la generazione di energia termica per i nanomateriali ibridati è molto più elevata.

Il trasferimento di calore è una materia di ingegneria termica che comporta la produzione, l'uso, la conversione e l'alternanza dell'energia termica tra le strutture trasportabili. Il trasferimento di calore è suddiviso in diversi approcci, che includono la conduzione termica, la convezione termica, la radiazione termica e il trasferimento di energia attraverso i cambiamenti di sezione. Gli ingegneri inoltre non dimenticano di spostare un'ampia varietà di composti chimici (interruttore di massa di avvezione), sia freddi che caldi, per ottenere un interruttore di calore. Sebbene tali tecniche abbiano caratteristiche uniche, generalmente nascono contemporaneamente all'interno dello stesso sistema. L'alternanza di calore si verifica quando il flusso di una grande quantità di liquido (tubo di carburante o liquido) contiene il suo calore in un liquido. Tutti gli approcci convettivi trasmettono inoltre anche calore parziale alla circolazione1. L'interruttore di calore è uno degli approcci commerciali più vitali. In tutto il campo economico, il calore dovrebbe essere aggiunto, sottratto o eliminato dalla distribuzione di una tecnica all’altra. In teoria, il calore dissipato attraverso un liquido caldo non è in alcun modo esattamente simile al calore ricevuto attraverso un liquido freddo a causa della mancanza del calore delle erbe2. Applicazione del trasferimento di calore nella produzione commerciale Il 99% della produzione utilizza una tecnica particolare per trasferire il calore. Gli approcci di essiccazione comprendono tutti i tipi di trasferimento di calore. Gli usi commerciali dei fluidi termovettori variano, da layout semplici e asciutti a strutture di dimensioni superiori che svolgono molte funzionalità all'interno del processo di produzione. Poiché esistono numerose versioni nel layout e nella prontezza degli approcci all'uso dei fluidi termovettori, anche il numero di settori che utilizzano questo metodo è enorme3. La miniaturizzazione ha un grande effetto sulla generazione di scambiatori di calore e trasforma gli scambiatori di calore in un materiale extra compatto ed extra ecologico. Le prestazioni dello scambiatore di calore hanno un effetto estremamente positivo sulle prestazioni generali e sull'idoneità del sistema di energia termica. Il dissipatore di calore a microcanali è un nuovissimo dispositivo di generazione alternativa del calore. I vantaggi di un'enorme area di trasferimento del calore e l'eccessiva coesione di un dissipatore di calore a canale piccolo lo rendono uno scambiatore di calore ecologico per l'utilizzo del raffreddamento elettronico4.

Zahra et al.5 hanno studiato gli effetti del trasferimento di calore mediante radiazione termica con un sistema solare soggetto a flusso di nanoparticelle. Sheikholeslami e Ganji6 hanno discusso del trasferimento di calore nei ferrofluidi con nanoparticelle esposte a un campo magnetico. Zeeshan e Bhargav7 hanno studiato l'influenza della dispersione del e nel fluido sul trasferimento di calore nel fluido utilizzando l'approccio della dinamica molecolare. Sajjad et al.8 hanno analizzato l'influenza del mezzo poroso Darcy-Forchheimer e delle nanoparticelle sul trasferimento di calore nel fluido su una superficie in movimento.