Published January 1, 2023
| Version v1
Publication
Open
Melting rheology in thermally stratified graphene-mineral oil reservoir (third-grade nanofluid) with slip condition
Creators
- 1. King Khalid University
- 2. Kanazawa University
- 3. University of Haripur
- 4. King Mongkut's University of Technology Thonburi
- 5. Future University in Egypt
- 6. Prince Sattam Bin Abdulaziz University
- 7. Mansoura University
Description
Abstract More effective and lengthy energy storage systems have been highly desired by researchers. Waste heat recovery, renewable energy, and combined heating and power reactors all utilize energy storage technologies. There are three techniques that are more effective for storing thermal energy: Latent heat storage is one type of energy storage, along with sensible heat storage and chemical heat storage. Latent thermal energy storage is far more efficient and affordable with these methods. A method of storing heat energy in a substance is melting. The substance is frozen to release the heat energy it had been storing. A ground-based pump's heat exchanger coils around the soil freezing, tundra melting, magma solidification, and semiconducting processes are examples of melting phenomenon. Due to the above importance, the present study scrutinizes the behavior of third-grade nanofluid in a stagnation point deformed by the Riga plate. The Riga plate, an electromagnetic actuator, is made up of alternating electrodes and a permanent magnet that is positioned on a flat surface. Graphene nanoparticles are put in the base fluid (Mineral oil) to make a homogenous mixture. Mathematical modeling is acquired in the presence of melting phenomenon, quadratic stratification, viscous dissipation, and slippage velocity. Suitable transformations are utilized to get the highly non-linear system of ODEs. The remedy of temperature and velocity is acquired via the homotopic approach. Graphical sketches of various pertinent parameters are obtained through Mathematica software. The range of various pertinent parameters is 1 ≤ B 1 ≤ 4 , B 2 = 1 , 3 , 5 , 7 , B 3 = 0.1 , 0.5 , 0.9 , 1.3 , 0.8 ≤ A ≤ 1.2 , Re = 1 , 3 , 5 , 7 , S 1 = 1 , 3 , 5 , 7 , M 1 = 1 , 6 , 11 , 16 , 0.1 ≤ ϑ ≤ 0.4 , 0.1 ≤ Q ≤ 0.4 , Ec = 1 , 3 , 5 , 7 , 0.1 ≤ S ≤ 0.4 and Nr = 1 , 6 , 11 , 16 1\le {B}_{1}\le 4,\hspace{.5em}{B}_{2}=1,3,5,7,{B}_{3}=0.1,0.5,0.9,1.3,\hspace{.5em}0.8\le A\le 1.2,\mathrm{Re}=1,3,5,7,\hspace{.2em}{S}_{1}=1,3,5,7,\hspace{.5em}{M}_{1}=1,6,11,16,\hspace{.25em}0.1\le {\vartheta }\le 0.4,\hspace{.33em}0.1\le Q\le 0.4,\text{Ec}=1,3,5,7,\hspace{.5em}0.1\le S\le 0.4\hspace{.65em}\text{and}\hspace{.65em}\text{Nr}=1,6,11,16 . Skin friction (drag forces) and Nusselt number (rate of heat transfer) are explained via graphs. The velocity is enhancing the function against melting parameter while temperature is the decelerating function as melting factor is amplified. The temperature field reduces with the accelerating estimations of stratified parameter. The energy and velocity profiles de-escalate with intensifying values of volume fraction parameter.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
كانت أنظمة تخزين الطاقة الأكثر فعالية وطويلة مرغوبة للغاية من قبل الباحثين. يستخدم استرداد الحرارة المهدرة والطاقة المتجددة ومفاعلات التدفئة والطاقة مجتمعة تقنيات تخزين الطاقة. هناك ثلاث تقنيات أكثر فعالية لتخزين الطاقة الحرارية: تخزين الحرارة الكامنة هو نوع واحد من تخزين الطاقة، إلى جانب تخزين الحرارة المعقول وتخزين الحرارة الكيميائي. تخزين الطاقة الحرارية الكامنة هو أكثر كفاءة وبأسعار معقولة مع هذه الأساليب. طريقة لتخزين الطاقة الحرارية في مادة ما هي الذوبان. يتم تجميد المادة لتحرير الطاقة الحرارية التي كانت تخزنها. تعد ملفات المبادل الحراري للمضخة الأرضية حول عمليات تجميد التربة وذوبان التندرا وتصلب الصهارة وأشباه الموصلات أمثلة على ظاهرة الانصهار. نظرًا للأهمية المذكورة أعلاه، تفحص هذه الدراسة سلوك السائل النانوي من الدرجة الثالثة في نقطة ركود مشوهة بواسطة صفيحة ريغا. تتكون لوحة ريغا، وهي مشغل كهرومغناطيسي، من أقطاب كهربائية متناوبة ومغناطيس دائم موضوع على سطح مستوٍ. يتم وضع جسيمات الجرافين النانوية في السائل القاعدي (الزيت المعدني) لصنع خليط متجانس. يتم الحصول على النمذجة الرياضية في وجود ظاهرة الانصهار، والتقسيم الطبقي التربيعي، والتبديد اللزج، وسرعة الانزلاق. يتم استخدام التحولات المناسبة للحصول على نظام غير خطي للغاية من ODEs. يتم الحصول على علاج درجة الحرارة والسرعة من خلال النهج المثلي. يتم الحصول على الرسومات البيانية لمختلف المعلمات ذات الصلة من خلال برنامج Mathematica. نطاق المعلمات المختلفة ذات الصلة هو 1 ≤ B 1 ≤ 4 , B 2 = 1 , 3, 5 , 7 , B 3 = 0.1 , 0.5 , 0.9 , 1.3 , 0.8 ≤ A ≤ 1.2 , Re = 1 , 3 , 5 , 7 , S 1 = 1, 3 , 5 , 7 , M 1 = 1 , 6 , 11 , 16 , 0.1 ≤ ≤ ≤ 0.4 , 0.1 ≤ Q ≤ 0.4, Ec = 1, 3, 5, 7, 0.1 ≤ S ≤ 0.4 and Nr = 1, 6, 11, 16 1\le {B }_{ 1}\ le 4,\ hspace {.5em }{ B }_{ 2 }= 1,3,5,7, {B }_{ 3 }= 0.1,0.5,0.9,1.3,\ hspace {.5em}0.8\ le 1.2,\ mathrm {Re }= 1,3,5,7,\ hspace {.2em }{ S }_{ 1 }=1,3,5,7,\ hspace {5em }{ M _{ 1 }= 1,6,11,16,\ hspace. {25}0.1\ leartheta},\ lespace {0.433}. يتم شرح احتكاك الجلد (قوى السحب) وعدد نوسيلت (معدل نقل الحرارة) من خلال الرسوم البيانية. تعمل السرعة على تعزيز الوظيفة ضد معلمة الانصهار بينما تكون درجة الحرارة هي وظيفة التباطؤ حيث يتم تضخيم عامل الانصهار. ينخفض مجال درجة الحرارة مع التقديرات المتسارعة للمعلمة الطبقية. تتراجع ملامح الطاقة والسرعة مع تكثيف قيم معلمة جزء الحجم.Translated Description (French)
Résumé Des systèmes de stockage d'énergie plus efficaces et plus longs ont été fortement souhaités par les chercheurs. La récupération de chaleur résiduelle, l'énergie renouvelable et les réacteurs de chauffage et de puissance combinés utilisent tous des technologies de stockage d'énergie. Il existe trois techniques plus efficaces pour stocker l'énergie thermique : le stockage de chaleur latente est un type de stockage d'énergie, avec le stockage de chaleur sensible et le stockage de chaleur chimique. Le stockage d'énergie thermique latente est beaucoup plus efficace et abordable avec ces méthodes. Un procédé de stockage de l'énergie thermique dans une substance est en train de fondre. La substance est congelée pour libérer l'énergie thermique qu'elle avait stockée. Les serpentins d'échangeur de chaleur d'une pompe au sol autour du gel du sol, de la fonte de la toundra, de la solidification du magma et des processus semi-conducteurs sont des exemples de phénomène de fonte. En raison de l'importance ci-dessus, la présente étude examine le comportement du nanofluide de troisième année dans un point de stagnation déformé par la plaque de Riga. La plaque Riga, un actionneur électromagnétique, est composée d'électrodes alternées et d'un aimant permanent positionné sur une surface plane. Les nanoparticules de graphène sont placées dans le fluide de base (huile minérale) pour former un mélange homogène. La modélisation mathématique est acquise en présence de phénomène de fusion, de stratification quadratique, de dissipation visqueuse et de vitesse de glissement. Des transformations appropriées sont utilisées pour obtenir le système hautement non linéaire des ODE. Le remède de la température et de la vitesse est acquis via l'approche homotopique. Des croquis graphiques de divers paramètres pertinents sont obtenus grâce au logiciel Mathematica. La plage de divers paramètres pertinents est 1 ≤ B 1 ≤ 4, B 2 = 1 , 3, 5, 7 , B 3 = 0,1 , 0,5 , 0,9, 1,3 , 0,8 ≤ A ≤ 1,2 , Re = 1, 3, 5, 7, S 1 = 1 , 3 , 5 , 7 , M 1 = 1 , 6, 11 , 16 , 0,1 ≤ ϑ ≤ 0,4, 0,1 ≤ Q ≤ 0,4 , Ec = 1 , 3 , 5, 7 , 0,1 ≤ S ≤ 0,4 et Nr = 1 , 6, 11 , 16 1\le {B}_{1}\ le 4,\ hspace {.5em} {B}_{2} = 1,3,5,7, {B}_{3 } = 0,1,0,5,0,9,1,3,\ hspace {.5em} 0,8\le A\ le 1,2,\ mathrm {Re} =1,3,5,7,\ hspace {.2em} {S}_{1} = 1,3,5,7,\hspace {.5em} {M}_{1} = 1,6,11,16,\ hspace {.25em} 0,1\ {vartheta}\ le 0.4,\hspace{33em} 0,1\ le Q\ le 0.4,\ le texte {Ec}=1,3,5,7,\hspace{0.15em}\ le 0.4.\ hspace {S}\ le}\ le}\ le}\ le}\le}\ le}\ le}\le}\ le}\ le}\ le}\le}\le}\le}\ le}\ le}\ le}\ le}\ le}\ le}\le}\le}\ le}\ le}\ le}\ le}\ le}\ le}\ le}\ le}\ le}\ le}. Les frottements cutanés (forces de traînée) et le nombre de Nusselt (taux de transfert de chaleur) sont expliqués via des graphiques. La vitesse améliore la fonction par rapport au paramètre de fusion tandis que la température est la fonction de décélération lorsque le facteur de fusion est amplifié. Le champ de température diminue avec l'accélération des estimations du paramètre stratifié. Les profils d'énergie et de vitesse se désamorcent avec l'intensification des valeurs du paramètre de fraction volumique.Translated Description (Spanish)
Resumen Los sistemas de almacenamiento de energía más efectivos y largos han sido muy deseados por los investigadores. La recuperación de calor residual, la energía renovable y los reactores combinados de calefacción y energía utilizan tecnologías de almacenamiento de energía. Hay tres técnicas que son más efectivas para almacenar energía térmica: el almacenamiento de calor latente es un tipo de almacenamiento de energía, junto con el almacenamiento de calor sensible y el almacenamiento de calor químico. El almacenamiento de energía térmica latente es mucho más eficiente y asequible con estos métodos. Un método para almacenar energía térmica en una sustancia es la fusión. La sustancia se congela para liberar la energía térmica que había estado almacenando. Los serpentines del intercambiador de calor de una bomba terrestre alrededor de la congelación del suelo, la fusión de la tundra, la solidificación del magma y los procesos semiconductores son ejemplos de fenómenos de fusión. Debido a la importancia anterior, el presente estudio examina el comportamiento del nanofluido de tercer grado en un punto de estancamiento deformado por la placa de Riga. La placa Riga, un actuador electromagnético, se compone de electrodos alternos y un imán permanente que se coloca sobre una superficie plana. Las nanopartículas de grafeno se colocan en el fluido base (aceite mineral) para hacer una mezcla homogénea. El modelado matemático se adquiere en presencia de fenómenos de fusión, estratificación cuadrática, disipación viscosa y velocidad de deslizamiento. Se utilizan transformaciones adecuadas para obtener el sistema altamente no lineal de ODE. El remedio de la temperatura y la velocidad se adquiere a través del enfoque homotópico. Los bocetos gráficos de varios parámetros pertinentes se obtienen a través del software Mathematica. El rango de varios parámetros pertinentes es 1 ≤ B 1 ≤ 4 , B 2 = 1 , 3 , 5 , 7 , B 3 = 0.1 , 0.5, 0.9 , 1.3 , 0.8 ≤ A ≤ 1.2 , Re = 1 , 3 , 5 , 7 , S 1 = 1 , 3, 5, 7, M 1 = 1 , 6 , 11, 16 , 0.1 ≤ θ ≤ 0.4 , 0.1 ≤ Q ≤ 0.4, Ec = 1, 3 , 5 , 7 , 0.1 ≤ S ≤ 0.4 y Nr = 1, 6, 11, 16 1\le {B}_{1}\ le 4,\hspace {.5em} {B}_{2} = 1,3,5,7, {B}_{3}= 0.1,0.5,0.9,1.3,\hspace{.5em} 0.8\ le A\ le 1.2,\ mathrm {Re} =1,3,5,7,\hspace {.2em} {S}_{1} = 1,3,5,7,\hspace{.5em} {M}_{1} = 1,6,11,16,\ hspace {.25em} 0.1\ le {varta}\le\,\ 0.4 hspace{33em}. 0.1\ le Q\,\ Ec\,\ hspace{1,3,5,7}. La fricción de la piel (fuerzas de arrastre) y el número de Nusselt (tasa de transferencia de calor) se explican mediante gráficos. La velocidad mejora la función contra el parámetro de fusión, mientras que la temperatura es la función de desaceleración a medida que se amplifica el factor de fusión. El campo de temperatura se reduce con las estimaciones aceleradas del parámetro estratificado. Los perfiles de energía y velocidad se desescalan con la intensificación de los valores del parámetro de fracción de volumen.Files
pdf.pdf
Files
(6.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:47f0b41837a5182888ec9ad33590e28f
|
6.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- انصهار الانسيابية في خزان زيت الجرافين المعدني الطبقي حرارياً (سائل نانوي من الدرجة الثالثة) مع حالة انزلاق
- Translated title (French)
- Rhéologie de fusion dans un réservoir d'huile minérale graphène stratifié thermiquement (nanofluide de troisième qualité) avec condition de glissement
- Translated title (Spanish)
- Reología de fusión en depósito de aceite mineral de grafeno térmicamente estratificado (nanofluido de tercer grado) con condición de deslizamiento
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4366321649
- DOI
- 10.1515/ntrev-2022-0511
References
- https://openalex.org/W1975138618
- https://openalex.org/W1977708826
- https://openalex.org/W1977956106
- https://openalex.org/W1980849665
- https://openalex.org/W1984002118
- https://openalex.org/W2007858609
- https://openalex.org/W2012792461
- https://openalex.org/W2017746610
- https://openalex.org/W2022427611
- https://openalex.org/W2029390311
- https://openalex.org/W2044093869
- https://openalex.org/W2049037089
- https://openalex.org/W2055524781
- https://openalex.org/W2064871367
- https://openalex.org/W2072046572
- https://openalex.org/W2076179487
- https://openalex.org/W2092139299
- https://openalex.org/W2092532451
- https://openalex.org/W2101976564
- https://openalex.org/W2149199266
- https://openalex.org/W2171638400
- https://openalex.org/W2338164350
- https://openalex.org/W2358798117
- https://openalex.org/W2539261470
- https://openalex.org/W2594571446
- https://openalex.org/W2999894532
- https://openalex.org/W3081697993
- https://openalex.org/W3085045792
- https://openalex.org/W3093596473
- https://openalex.org/W3104592235
- https://openalex.org/W4200220432
- https://openalex.org/W4200387540
- https://openalex.org/W4221130718
- https://openalex.org/W4226344268
- https://openalex.org/W4280532806
- https://openalex.org/W4284900266
- https://openalex.org/W4285587065
- https://openalex.org/W4291110512
- https://openalex.org/W4292117682
- https://openalex.org/W4292260435
- https://openalex.org/W4293760985
- https://openalex.org/W4295602456
- https://openalex.org/W4296070459
- https://openalex.org/W4296676404
- https://openalex.org/W4297991556