Computational case study on tangent hyperbolic hybrid nanofluid flow: Single phase thermal investigation

• DOI: 10.1016/j.csite.2021.101246
• Publication Date: 2021-07-17T04:31:49Z
• Authors: Wasim Jamshed; Kottakkaran Soopp...; Siti Suzilliana P...; Sawera Batool; Abdel-Haleem Abde...; M. Zakarya
• Keywords: Heat Transfer Enhancement in Nanofluids; Composite material; Turbulent Flows and Vortex Dynamics; Biomedical Engineering; Computational Mechanics; 0211 other engineering and technologies; FOS: Mechanical engineering; 02 engineering and technology; Nanofluid; FOS: Medical engineering; Mechanics; 7. Clean energy; Nanofluids; Heat source; Engineering; Thermal; Heat transfer; Solar Air Heater Heat Transfer Analysis; Polymer; Temperature dependent thermal conductivity; Mechanical Engineering; Physics; Tangent hyperbolic-hybrid nanofluid; Finite difference method; Engineering (General). Civil engineering (General); Heat Transfer; Materials science; Weissenberg number; Thermal conductivity; Physical Sciences; Thermodynamics; TA1-2040; Entropy optimization

La transmisión de calor es inevitable en los procesos industriales y de fabricación. El nanofluido híbrido con su avanzado exponente térmico debido a la nanopartícula de dos partes que ayuda a aumentar la capacidad de transferencia térmica de los nanofluidos estándar para lograrlo. Las propiedades de flujo y transferencia térmica del nanofluido híbrido de este tipo a través de una superficie resbaladiza se han investigado en este estudio. Se exploraron los medios porosos, la fuente de calor, la disipación viscosa, las variantes de conducción térmica y los impactos radiativos térmicos. Las ecuaciones controladas se resuelven utilizando la metodología numérica de diferencia finita. Se ha estudiado el nanofluido hiperbólico tangente híbrido, que se compone de fluido viscoso no newtoniano EG (etilenglicol) y dos tipos de partículas nano-sólidas de cobre (Cu) y dióxido de titanio (TiO2). Vale la pena señalar que, en comparación con el nanofluido convencional (Cu-EG), el nivel de transferencia de calor del combo híbrido TiO2–Cu/EG se ha incrementado continuamente. La eficiencia térmica de TiO2–Cu/EG sobre Cu-EG se realiza con un mínimo de 1.4% y un máximo de 3.3%. Mediante la integración de la relación de nanopartículas, el sistema de entropía se agranda debido al tamaño fraccional, la variante radiativa, la conductancia térmica y el número de Weissenberg.<br/>Heat transmission is inevitable in industrial and manufacturing processes. The hybrid nanofluid with its advanced thermal exponent due to the two-part nanoparticle which helps to boost the thermal transfer capacity of standard nanofluids to achieve it. The flow and thermal transference properties of hybrid nanofluid of such kind via a slippery surface has investigated in this study. The pore mediums, heat source, viscous dissipation, thermal conducting variants, and thermal radiative impacts were explored. The controlled equations are solved using the finite difference numerical methodology. The hybrid Tangent hyperbolic nanofluid, which is made up of viscous non-Newtonian fluid EG (ethylene glycol) and two types of nano-solid particles of copper (Cu) and titanium dioxide (TiO2) has been studied. It's worth noting that, when compared to the conventional nanofluid (Cu-EG), the heat transfer level of TiO2–Cu/EG hybrid combo has been continuously increased. The thermal efficiency of TiO2–Cu/EG over Cu-EG is realized with a least of 1.4% and supreme of 3.3%. By integration of nanoparticles ratio, the entropy system is enlarged due to fractional size, radiative variant, thermal conductance and the Weissenberg number.<br/>انتقال الحرارة أمر لا مفر منه في العمليات الصناعية والتصنيع. السائل النانوي الهجين مع أسه الحراري المتقدم بسبب الجسيمات النانوية المكونة من جزأين مما يساعد على تعزيز قدرة النقل الحراري للسوائل النانوية القياسية لتحقيق ذلك. تم التحقيق في خصائص التدفق والانتقال الحراري للمائع النانوي الهجين من هذا النوع عبر سطح زلق في هذه الدراسة. تم استكشاف وسائط المسام، ومصدر الحرارة، والتبديد اللزج، ومتغيرات التوصيل الحراري، والتأثيرات الإشعاعية الحرارية. يتم حل المعادلات المتحكم فيها باستخدام المنهجية العددية للاختلاف المحدود. تمت دراسة السائل النانوي المماسي الزائدي الهجين، والذي يتكون من سائل لزج غير نيوتوني EG (إيثيلين جلايكول) ونوعين من الجسيمات الصلبة النانوية من النحاس (Cu) وثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2). تجدر الإشارة إلى أنه عند مقارنته بالمائع النانوي التقليدي (Cu - EG)، تم زيادة مستوى نقل الحرارة للخليط الهجين TiO2 - Cu/EG بشكل مستمر. تتحقق الكفاءة الحرارية لـ TiO2 - Cu/EG على Cu - EG بنسبة لا تقل عن 1.4 ٪ وأعلى من 3.3 ٪. من خلال تكامل نسبة الجسيمات النانوية، يتم توسيع نظام الإنتروبيا بسبب الحجم الكسري والمتغير الإشعاعي والتوصيل الحراري وعدد فايسنبرغ.<br/>La transmission de chaleur est inévitable dans les processus industriels et de fabrication. Le nanofluide hybride avec son exposant thermique avancé en raison de la nanoparticule en deux parties qui aide à augmenter la capacité de transfert thermique des nanofluides standard pour y parvenir. Les propriétés d'écoulement et de transfert thermique d'un nanofluide hybride de ce type via une surface glissante ont été étudiées dans cette étude. Les milieux poreux, la source de chaleur, la dissipation visqueuse, les variantes de conduction thermique et les impacts radiatifs thermiques ont été explorés. Les équations contrôlées sont résolues à l'aide de la méthodologie numérique à différence finie. Le nanofluide hyperbolique hybride Tangent, composé de fluide visqueux non newtonien EG (éthylène glycol) et de deux types de particules nano-solides de cuivre (Cu) et de dioxyde de titane (TiO2) a été étudié. Il convient de noter que, par rapport au nanofluide conventionnel (Cu-EG), le niveau de transfert de chaleur du combo hybride TiO2-Cu/EG a été continuellement augmenté. L'efficacité thermique du TiO2-Cu/EG par rapport au Cu-EG est réalisée avec un minimum de 1,4 % et un maximum de 3,3 %. Par intégration du rapport des nanoparticules, le système entropique est agrandi en raison de la taille fractionnaire, de la variante radiative, de la conductance thermique et du nombre de Weissenberg.<br/>