多个滑动影响磁流体动力不稳定流动传热传质侵犯渗透延伸和辐射表

文摘

本文报告多个滑动影响磁流体动力不稳定流动传热传质在拉伸与热扩散板;吸/注入和热辐射进行了数值分析。我们认为时间应用磁场和拉伸板与非均匀移动速度。合适的相似性变量是用于转换管理偏微分方程耦合的非线性常微分方程组。然后转换方程数值求解采用隐式有限差分法与拟线性化技术。各种参数对速度的影响温度和浓度资料以及在皮肤上摩擦系数和舍伍德和努塞尔特号码了援助的图和表。

1。介绍

n - s理论集中在无滑动条件的中心思想。许多作者都获得通过应用解析解与数值解无滑动边界条件研究速度和温度资料。滑动条件的重要性在微通道或纳米通道刺激了利息振动值的研究(1]。现在知道滑可能发生如果工作液体含有浓缩悬浮液。Soltani和Yilmazor2)使用并行执行磁盘流变仪与强调墙滑现象高填充悬浮液的流变特性组成的牛顿矩阵,与两种不同尺寸的铝混合电力和两种不同尺寸的玻璃珠子。当流体颗粒悬浮液等乳剂泡沫,和聚合物解决方案,部分延伸边界速度滑移可能发生。滑移的影响可能出现在各种工业过程的边界管道,墙壁,和/或曲面。纳维速度滑移条件是一个通常的方法在研究滑移现象。Mahanthesh et al。3)研究了三维流动的nanofluid部分滑移和化学反应的影响对一个指数拉伸板。是et al。4)检查同时滑在蠕动流动和传热的影响。Motsa和Shateyi5)所引起的问题的非线性边值问题的研究在旋转磁盘流部分滑移的影响,热扩散和热扩散。Shateyi和Mabood6)说明滑移和粘性耗散的影响磁流体动力混合对流驻点流动非线性拉伸板。汗等。7)进行的一项研究在二维不可压缩流威廉姆森Cattaneo-Christov热流类型的流体在一个线性拉伸表面磁场的影响,热radiation-diffusion、生热性和粘性耗散。

由于许多应用程序在工程和行业,磁流体动力流体流动对拉伸表取得了现在的重视[8]。这些应用程序包括液体涂层摄影电影,通过液膜的浓度边界层过程,和塑料布的气动挤压。此外,广泛应用在磁流体动力流可以发现在许多领域如电子冷却、锅炉、隔热和金属挤压、液态金属流体油藏,地热系统,核过程,micro-MHD泵、高温等离子体、地下水系统,储能单元,生物运输和热能存储设备。Mabood et al。9]研究了热源的影响,化学反应在磁流体动力旋转流体向竖直板受多孔介质的影响。Kumar et al。10]研究了摩擦加热的影响与辐射磁流体动力铁磁流体。

由热辐射传热,庞大的应用程序在不同的工艺流程,包括导弹、核电站、卫星和太空飞行器,燃气涡轮机,无数为飞机推进装置。线性分析辐射不是有效的巨大的温差。阿巴斯et al。11]讨论了辐射的影响在均匀磁场的存在nanofluid弯曲拉伸表面通过合并滑移效应。最近,Makinde et al。12)开发了一种数值研究辐射对化学反应的影响磁流体动力nanofluid受到热源/水槽和结合混合对流传热传质分析流在垂直表面辐射和化学反应说明了易卜拉欣et al。13]。Prasannakumara et al。14]研究了速度滑移的影响,温度跳跃,solutal滑动和热辐射稳定流动,传热传质不可压缩的Jeffrey nanofluid水平拉伸表面。Imtiaz et al。(15]研究了磁流体动力不稳定流动的弯曲拉伸表面。一些有趣的调查相关的流动和传热可以在[16- - - - - -23]。

作者的知识,没有研究这个为止沟通关于多个往磁流不稳定流动和传热传质受辐射渗透的参照系。数值解提供了一些特殊的情况下,讨论了各种参数的物理解释图表的帮助。

2。控制方程

二维磁流体动力不可压缩流动导电流体在渗透延伸表面的热辐射。一个坐标系统选择的方式x设在沿表测量y设在是正常的,如图1。单以非均匀运动速度沿着x设在哪里延伸率和吗是积极的常数的财产吗 。横向磁场,被认为是起源被定义为距离的函数与 ,在哪里x沿着表面和协调吗是磁场强度。感应磁场的应用磁场相比可以忽略不计。让和是自由流温度和免费的质量浓度。控制方程的连续性、动量,能量,和浓度可以写: 在哪里和是坐标和正常的表;和组件的速度吗和分别为方向;是流体的密度;流体的运动粘度;是导电性;重力加速度;热膨胀系数;膨胀系数浓度;热扩散率;是温度;浓度;是分子扩散系数;热扩散率;斯蒂芬玻尔兹曼常数;和是平均吸收系数。

上面的描述模型的边界条件是: 在哪里是吸入或注射速度。

板的温度和浓度的表面被假定为以下形式: 在哪里分别是参考温度和参考浓度,这样吗和 。上面的表达式是有效的 。

按照往常一样,流函数被定义为和因此,方程(1)是满意的。让我们介绍下面的无因次函数 ,和相似性变量如下:

现在用方程(7)到方程(2)- (4),我们得到以下系统的非线性常微分方程:

转换后的边界条件问题 在哪里不稳定参数;和浮力参数;普朗特数;热辐射参数;是磁场参数;施密特数;是俗数量;和是吸/注入参数。在这里,代表了不透水表面,代表吸入,代表通过透水表面液体的注入。

感兴趣的物理量是局部的皮肤摩擦系数 ,当地努塞尔特数 ,和当地舍伍德数被定义为

代入方程(7)到方程(12)- (14)获得最后的无量纲形式: 在哪里是当地的雷诺数,减少皮肤摩擦,是努塞尔特数减少,是舍伍德数减少。

3所示。数值方法

减少了常微分方程(9)- (11)受边界条件(12)使用隐式有限差分法数值求解了拟线性化技术。该方法的细节的研究可以找到Mabood et al。21),Inoyue和泰特22],和更夫Kalaba [23]。各种参数对速度的影响,温度、浓度、和传热传质率调查。作为步长和收敛标准和10⁻⁶,分别。方程的渐近边界条件(12)被使用近似相似变量的值为10如下:

的选择确保所有数值解逼近渐近值正确。

4所示。结果与讨论

为了验证我们当前的结果和确定当前分析的准确性,与皮肤摩擦系数结果可用粘性不可压缩牛顿流体非定常流的做完了。在表1,我们比较我们的结果生成的表面摩擦系数Chamkha et al。16]。在这个表中,我们观察到,我们之间有一个很好的协议的结果,和那些观察表,皮肤摩擦系数增加而增加的拉伸参数值。在表2,我们注意到,有一个很好的协议我们目前获得的结果与以前Mabood和达斯8]。我们也观察到在这个表,作为磁参数米增加,表面摩擦显著增加由于电磁力引起的洛伦兹阻力增加。最后,表3描绘了我们目前的比较结果对那些通过阿里(17]在调查普朗特数的影响传热速率。我们观察到表面的传热速率大大普朗特数的影响。增加了普朗特数增加拉伸表面传热的速度。

图2描述增加磁场参数的影响米在速度概要文件(图2 (b)没有(图)2(一个))水动力滑动。我们观察到在这两种情况下,速度概要文件与增加的磁参数值降低。身体上,横向磁场的存在的流体流动产生drag-like力称为洛伦兹从而减慢流体运动。然而,水动力的存在,可以清楚地看到图2增加速度边界层。我们也观察图2吸力降低速度边界层。因此,吸可以用作稳定机制推迟从层流边界层流动过渡到湍流。

不同热浮力的影响参数对速度分布如图3和solutal浮力参数如图4。增加浮力的参数值会导致温度的增加和solutal梯度。身体,这就解释了为什么速度配置文件增加更多的部队和这些增加浮力参数被添加 。我们也观察图3,速度资料减少作为不稳定参数增加。增加热辐射参数的值R导致速度的配置文件增加(图4)。

磁参数的影响米和热辐射R在温度资料显示在图5。流速的降低由于磁场强度的增加导致气温资料(图5)和浓度配置文件(图6)增加。身体上,应用磁场加热液体,从而降低了传热传质率从墙上导致增加流体的温度和浓度分布。我们也观察图5流体温度增加而增加的热辐射值参数R。辐射的影响在热边界层方程(3)是等价的热扩散率增加。

图7描述了热浮力的影响参数的无量纲温度资料。很明显观察到热格拉晓夫数的增加会导致热边界层厚度的减少,因此流体温度降低由于浮力效应。我们也观察图7的温度资料较低吸 。图8显示了拉伸参数的影响和温度分布的普朗特数。我们观察在这个图温度资料与普朗特数的增加价值降低。也观察到这个数字温度资料减少与增加的拉伸参数值。图6显示的效果不同施密特数和浓度上的磁场参数配置文件。施密特数代表的相对缓解分子动量和质量传递,并在多相流是非常重要的。施密特数的提高值的影响是减少动量边界层,这导致的扩散层变薄。

图9描述磁场的影响,不稳定,滑移速度和吸/注射参数对表面摩擦系数。我们观察在这个图随滑动速度的增加价值和浮力参数。但它增加而增加的磁场和抽吸参数值。图10展览的性质与热辐射传热系数,热,浮力,磁,吸入和注入参数。我们观察到在这个图,增加磁场强度米强烈抑制努塞尔特数字。身体上,额外的工作通过拖动流体对横向磁场的作用然后消散在边界层中的热能。这导致边界层的升温导致更多的热量转移到流体流动。从而减少传热在墙上。拉伸表面传热的速度由增加显著增强的热辐射值参数,抽吸参数,solutal浮力参数。但相反的反应是观察值的增加热浮力和注入参数。

最后,数据(11日)和11 (b)呈现舍伍德施密特数的分布与变化,磁参数,solutal滑移参数,俗,分段注射,不稳定参数。我们观察这些数字的传质速率随磁场和solutal滑参数。我们可以清楚地看到这些数字,传质速率的增加与施密特数减少了solutal边界层厚度。最后,我们注意到,舍伍德数明显升高,增加不稳定参数的值。

5。结论

在这篇文章中,已经开发了一个数学模型来模拟不可压缩的一个非定常二维磁流体动力学流动导电流体在透水表面延伸的多个滑动效果,热扩散和热辐射。合适的相似性变量被用来保护边界层方程转换成无量纲,耦合和非线性常微分方程组。常微分方程的合成系统然后使用隐式有限差分法数值求解与拟线性化技术。我们也使用特殊情况的模型来验证我们的结果与先前的研究。参数研究探索各种治理的影响参数对流动和传热传质特性。下面的结论可以从目前的研究:(我)增加磁场参数的值,抽吸参数,参数,和非定常参数导致液体的减速速度边界层附近地区。(2)速度概要文件的注入参数值的增加而增加,浮力参数和热辐射。(3)速度概要文件被发现与增加的磁参数值减少,抽吸参数,和滑移速度参数。(iv)增量在热辐射,磁场参数,流体温度和滑移参数提高收益率。这反过来会导致传热速率迅速减少。然而,相反的效果有增加经验值的热浮力参数,普朗特数,不稳定参数。(v)皮肤摩擦系数增加而增加的磁场,普朗特和施密特数,不稳定参数,和抽吸参数,但是效果相对来说增加滑移参数和浮力参数值。(vi)概要文件增强浓度增加的磁场值,但增加的值施密特数减少,浮力和滑移参数。

命名法

:	拉伸率
:	磁场的强度
:	局部皮肤摩擦系数
:	比热
:	浓度的液体
:	拉伸板浓度
:	参考浓度
:	环境浓度
:	减少皮肤摩擦
:	分子扩散系数
:	热扩散率
:	吸/注塑参数
:	平均吸收系数
:	磁参数
:	努塞尔特数减少
:	广义的普朗特数
:	当地的雷诺数
:	舍伍德数减少
:	施密特数
:	俗数量
:	速度滑移
:	热滑
:	Solutal滑
:	流体的温度
:	拉伸板温度
:	参考温度
:	环境温度
:	速度沿x方向
:	速度沿y方向
:	坐标
:	无量纲温度和浓度参数
:	相似性变量
:	运动粘度
:	热扩散率
:	热膨胀系数
:	浓度膨胀系数
:	应力张量
:	不稳定参数
:	常数
:	液体的密度
:	热浮力参数
:	Solutal浮力参数
:	斯蒂芬玻尔兹曼常数。

数据可用性

没有数据在这个手稿。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

引用

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