Published November 1, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Flow and heat transfer analysis of Couette and Poiseuille flow of a hybrid nanofluid with temperature-dependent viscosity and thermal conductivity

Creators

  • 1. REVA University
  • 2. Aeronautical Development Agency
  • 3. Sukkur IBA University
  • 4. Lebanese American University
  • 5. Future University in Egypt
  • 6. King Khalid University
  • 7. Chandigarh University

Description

The purpose of this research is to quantify the influence of a number of independent parameters (−0.5≤α1,β1,β2≤0.5) on the heat transmission rate and the temperature of a nanofluid hybrid flowing between parallel plates. The linked nonlinear momentum and energy equations are solved using the regular perturbation method for two different cases resembling the plane Couette flow and Poiseuille flow. By combining engine oil with multiwalled carbon nanotubes (MWCNT) and aluminum oxide nanoparticles, a hybrid nanofluid is produced with wide-ranging lubricating and industrial applications. It has been found that the hybrid nanofluid can function as a coolant provided the relevant parameters are adjusted appropriately. It is demonstrated that these additives have a tendency to stabilise the thermal and the volume flow rate, hence decreasing randomization that is necessary for a good lubricant to function. The findings of the study indicate that β1 has a greater influence on temperature, while β2 has a stronger effect on velocity. In addition to the variable model, the results for the constant model have also been deduced, and the novel study demonstrates that the considered variable viscosity model tends to produce a more uniform temperature distribution.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الغرض من هذا البحث هو تحديد تأثير عدد من المعلمات المستقلة (−0.5≤α 1،β 1،β 2≤0.5) على معدل انتقال الحرارة ودرجة حرارة هجين السائل النانوي المتدفق بين الصفائح المتوازية. يتم حل معادلات الزخم والطاقة غير الخطية المرتبطة باستخدام طريقة الاضطراب المنتظم لحالتين مختلفتين تشبهان تدفق Couette المستوي وتدفق Poiseuille. من خلال الجمع بين زيت المحرك والأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران (MWCNT) والجسيمات النانوية لأكسيد الألومنيوم، يتم إنتاج سائل نانوي هجين مع تطبيقات تشحيم وصناعية واسعة النطاق. لقد وجد أن السائل النانوي الهجين يمكن أن يعمل كمبرد بشرط ضبط المعلمات ذات الصلة بشكل مناسب. ثبت أن هذه المواد المضافة لديها ميل لتثبيت معدل التدفق الحراري والحجم، وبالتالي تقليل التوزيع العشوائي الضروري لعمل مادة التشحيم الجيدة. تشير نتائج الدراسة إلى أن β 1 له تأثير أكبر على درجة الحرارة، في حين أن β 2 له تأثير أقوى على السرعة. بالإضافة إلى النموذج المتغير، تم أيضًا استنتاج نتائج النموذج الثابت، وتوضح الدراسة الجديدة أن نموذج اللزوجة المتغيرة المدروس يميل إلى إنتاج توزيع درجة حرارة أكثر اتساقًا.

Translated Description (French)

Le but de cette recherche est de quantifier l'influence d'un certain nombre de paramètres indépendants (−0,5≤α1,β1,β2≤0,5) sur le taux de transmission de chaleur et la température d'un hybride nanofluide circulant entre des plaques parallèles. Les équations de quantité de mouvement et d'énergie non linéaires liées sont résolues en utilisant la méthode de perturbation régulière pour deux cas différents ressemblant à l'écoulement de Couette plan et à l'écoulement de Poiseuille. En combinant l'huile moteur avec des nanotubes de carbone à parois multiples (MWCNT) et des nanoparticules d'oxyde d'aluminium, un nanofluide hybride est produit avec de nombreuses applications lubrifiantes et industrielles. Il a été constaté que le nanofluide hybride peut fonctionner comme un liquide de refroidissement à condition que les paramètres pertinents soient ajustés de manière appropriée. Il est démontré que ces additifs ont tendance à stabiliser le débit thermique et volumique, diminuant ainsi la randomisation nécessaire au fonctionnement d'un bon lubrifiant. Les résultats de l'étude indiquent que β1 a une plus grande influence sur la température, tandis que β2 a un effet plus fort sur la vitesse. En plus du modèle variable, les résultats pour le modèle constant ont également été déduits, et la nouvelle étude démontre que le modèle de viscosité variable considéré tend à produire une distribution de température plus uniforme.

Translated Description (Spanish)

El propósito de esta investigación es cuantificar la influencia de una serie de parámetros independientes (−0.5≤α1,β1,β2≤0.5) en la tasa de transmisión de calor y la temperatura de un híbrido de nanofluido que fluye entre placas paralelas. Las ecuaciones de momento y energía no lineales vinculadas se resuelven utilizando el método de perturbación regular para dos casos diferentes que se asemejan al flujo de Couette plano y al flujo de Poiseuille. Al combinar aceite de motor con nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) y nanopartículas de óxido de aluminio, se produce un nanofluido híbrido con una amplia gama de aplicaciones industriales y de lubricación. Se ha descubierto que el nanofluido híbrido puede funcionar como refrigerante siempre que los parámetros relevantes se ajusten adecuadamente. Se demuestra que estos aditivos tienen una tendencia a estabilizar el caudal térmico y volumétrico, disminuyendo así la aleatorización necesaria para que funcione un buen lubricante. Los hallazgos del estudio indican que β1 tiene una mayor influencia sobre la temperatura, mientras que β2 tiene un efecto más fuerte sobre la velocidad. Además del modelo variable, también se han deducido los resultados para el modelo constante, y el nuevo estudio demuestra que el modelo de viscosidad variable considerado tiende a producir una distribución de temperatura más uniforme.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليل التدفق ونقل الحرارة لتدفق Couette و Poiseuille لسائل نانوي هجين مع لزوجة معتمدة على درجة الحرارة وموصلية حرارية
Translated title (French)
Analyse du flux et du transfert de chaleur du flux de Couette et de Poiseuille d'un nanofluide hybride avec une viscosité et une conductivité thermique dépendantes de la température
Translated title (Spanish)
Análisis de flujo y transferencia de calor del flujo de Couette y Poiseuille de un nanofluido híbrido con viscosidad y conductividad térmica dependientes de la temperatura

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4387122211
DOI
10.1016/j.csite.2023.103550

Is supplement to
https://openalex.org/W4312284023 (Other)
https://openalex.org/W4300569699 (Other)
https://openalex.org/W3216960759 (Other)
https://openalex.org/W3179866224 (Other)
https://openalex.org/W3105980358 (Other)
https://openalex.org/W2943078355 (Other)
https://openalex.org/W2052948952 (Other)
https://openalex.org/W2025888804 (Other)
https://openalex.org/W1973120405 (Other)
https://openalex.org/W1491024499 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1551707782
  • https://openalex.org/W1990212951
  • https://openalex.org/W2003262849
  • https://openalex.org/W2010537429
  • https://openalex.org/W2011332624
  • https://openalex.org/W2024107464
  • https://openalex.org/W2026240008
  • https://openalex.org/W2048174999
  • https://openalex.org/W2054733820
  • https://openalex.org/W2066455691
  • https://openalex.org/W2068791033
  • https://openalex.org/W2128618237
  • https://openalex.org/W2259466628
  • https://openalex.org/W2557993071
  • https://openalex.org/W2792066185
  • https://openalex.org/W2924046051
  • https://openalex.org/W2925525520
  • https://openalex.org/W2946568466
  • https://openalex.org/W2979562792
  • https://openalex.org/W2995762297
  • https://openalex.org/W3009399646
  • https://openalex.org/W3047107856
  • https://openalex.org/W3110637455
  • https://openalex.org/W3119356501
  • https://openalex.org/W3136553307
  • https://openalex.org/W3160906307
  • https://openalex.org/W3173355072
  • https://openalex.org/W3184995139
  • https://openalex.org/W410767690
  • https://openalex.org/W4200608416
  • https://openalex.org/W4206046089
  • https://openalex.org/W4210607696
  • https://openalex.org/W4212942667
  • https://openalex.org/W4214810555
  • https://openalex.org/W4220877222
  • https://openalex.org/W4220988387
  • https://openalex.org/W4223656515
  • https://openalex.org/W4224289652
  • https://openalex.org/W4296342647
  • https://openalex.org/W4315476284
  • https://openalex.org/W4317933841
  • https://openalex.org/W4319963664
  • https://openalex.org/W4362453255
  • https://openalex.org/W4376127217
  • https://openalex.org/W4377097307
  • https://openalex.org/W4378229242