Análise de irreversibilidade de nanofluido híbrido eletromagnético para Cattaneo

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 4288 (2023) Citar este artigo

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Para obter uma melhor capacidade de transmissão de calor dos fluidos comuns, novos nanofluidos híbridos (HNFs) com um expoente de calor consideravelmente maior do que os nanofluidos (NFs) estão sendo usados. Os HNFs, que têm um expoente de calor maior que os NFs, estão sendo aplicados para aumentar as capacidades de HT de fluidos regulares. Nanopartículas de dois elementos misturadas em um fluido de base formam HNFs. Esta pesquisa investiga o fluxo e as características HT do HNF em uma superfície lisa. Como resultado, o modelo geométrico é explicado pelo emprego de simetria. A técnica inclui fator de forma de nanopartículas, magnetohidrodinâmica (MHD), mídia porosa, Cattaneo-Christov e efeitos de fluxo de calor radiativo térmico. As equações governantes são resolvidas numericamente usando um método conhecido como método de elemento finito de Galerkin (FEM). Neste estudo, H2O-água foi utilizado como um fluido impróprio irônico e viscoso, e HNF foi investigado. As nanopartículas de cobre (Co) e liga de titânio (Ti6Al4V) são encontradas neste fluido. O nível de HT desse fluido (Ti6Al4V-Co/H2O) aumentou constantemente em comparação com Co-H2O NFs comuns, o que é uma descoberta significativa deste trabalho. A inclusão de nanopartículas auxilia na estabilização de um fluxo de nanofluido e mantém a simetria da forma de fluxo. A condutividade térmica é maior na camada em forma de lâmina limite e menor em nanopartículas em forma de esfera. A entropia de um sistema aumenta em três características: sua proporção por tamanho fracionário, suas qualidades irradiadas e suas modificações de condutividade térmica. As principais aplicações deste exame são as implementações biológicas e médicas como implantes dentários e ortopédicos, bem como outros dispositivos como parafusos e placas, pois possuem um conjunto favorável de características como bons biomateriais, resistência à corrosão e ao desgaste e ótima resistência mecânica características.

Os nanofluidos (NFs) têm sido considerados como uma solução de fluido diferente em potencial para melhorar a competência e a eficácia dos sistemas atuais em contextos industriais, comerciais e residenciais. Numerosos benefícios do aumento da eficiência do sistema térmico incluem menor impacto ambiental, menor uso de energia e preços mais baixos. A adequação de NFs para uso nos sistemas atuais foi recentemente avaliada em termos de custo e impacto ambiental, utilizando abordagens de sustentabilidade. Os estudos térmicos são uma de suas aplicações mais importantes. O consumo de energia dos sistemas térmicos é essencial no ambiente global. Várias leituras demonstraram aumentar o desempenho de sistemas térmicos baseados nesses elementos, incluindo o emprego de vários recursos, líquidos produzidos, propostas de processos e a integração de informações modernas para a construção de energia limpa, resultando em uma explicação ideal. Aumentar a área de superfície de calor do conversor térmico para recuperar seu desempenho atual é uma das soluções mais investigadas; entretanto, esta modificação resulta no acúmulo de material e aumento no custo de produção. Para garantir o desenvolvimento técnico de longo prazo, Bretado et al.1 destacam a expansão das NFs em aplicações térmicas e oferecem uma revisão de seus benefícios e zonas de oportunidade. A recuperação de calor residual, que tenta recuperar as perdas de energia como calor, trabalho ou potência, foi pesquisada por Olabi et al.2. Eles afirmam que os NFs são fluidos de transferência de calor de alto desempenho recentemente desenvolvidos. Três fatores cruciais identificados por Wang et al.3 têm impacto no uso de NFs mono e híbridas em tubos de calor. Consistência, condutividade térmica e viscosidade. A aplicação do crescimento ou inibição da transferência de calor, bem como o uso de NFs em uma variedade de categorias de tubos de calor, é descrita. O aprendizado de máquina é explorado no contexto de NFs (condutividade térmica e viscosidade dinâmica) e tubos de calor carregados com NF. Os desenvolvimentos atuais em características térmicas de NF e aplicações em uma variedade de campos de engenharia, variando de NF-medicina a energia renovável, foram examinados por Eid4. Este último teve alguns avanços importantes em flexibilidade e impulso, que tiveram impacto nas tecnologias militares e de escudos. Como resultado, aplicações especializadas de NF em pesquisa espacial, energia solar, medicina NF, trocadores de temperatura, tubos de calor e congelamento de eletrônicos foram pesquisadas e disponibilizadas. Gupta et al.5 examinaram os atuais avanços da NF em coletores solares e como ela é empregada atualmente. Eles descobriram que usar um fluido de transferência de calor premium com excelentes propriedades físicas térmicas, como alta condutividade térmica, é a maneira mais eficiente de aumentar o desempenho de um sistema de energia solar, e o NF é a melhor opção para isso. Segundo Salilih et al.6, o uso de NF resultou na diminuição do calor do líquido que sai do condensador, aumentando a eficácia do esquema solar.