Heat and Mass Transfer of Viscous Fluid in a Permeable Channel with Reabsorbing Walls
Creators
- 1. COMSATS University Islamabad
- 2. Abbott (Germany)
- 3. Abbottabad University of Science and Technology
Description
An analytical investigation is made to determine the heat and mass transfer mechanism of non-isothermal highly viscous uid in a long narrow porous channel. The walls of the channel are maintained at the same temperature. The mathematical model is developed by using the continuity, momentum, energy and diffusion equations. Analytical solutions are establish to get the expressions of velocity eld, pressure distribution, mass ow rate, wall shear stress, temperature profile, mass concentration distribution as well as the heat transfer rate (Nusselt number) and mass transfer rate (Sherwood number) with involved physical parameters. Numerical results are graphically sketched to describe the role of different parameters involved in the governing equations. It is observed that longitudinal velocity component is higher at the entrance region as compared to middle position and exit region of the channel. Temperature field decreases at the centerline of the channel with increasing suction (reabsorption) parameter. Concentration decreases from surface to the center of the channel and with increasing suction parameter concentration increases. Heat transfer rate decreases while mass transfer rate increases along the channel. With increasing Brinkman number heat transfer increases and its strength at the entrance region is higher than exit region.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
يتم إجراء تحقيق تحليلي لتحديد آلية انتقال الحرارة والكتلة من UID غير متساوي الحرارة عالي اللزوجة في قناة مسامية ضيقة طويلة. يتم الحفاظ على جدران القناة عند نفس درجة الحرارة. يتم تطوير النموذج الرياضي باستخدام معادلات الاستمرارية والزخم والطاقة والانتشار. يتم إنشاء حلول تحليلية للحصول على تعبيرات مجال السرعة، وتوزيع الضغط، ومعدل تدفق الكتلة، وإجهاد قص الجدار، وملف درجة الحرارة، وتوزيع تركيز الكتلة بالإضافة إلى معدل نقل الحرارة (رقم Nusselt) ومعدل نقل الكتلة (رقم Sherwood) مع المعلمات الفيزيائية المعنية. يتم رسم النتائج العددية بيانيًا لوصف دور المعلمات المختلفة المشاركة في المعادلات الحاكمة. ويلاحظ أن مكون السرعة الطولية أعلى في منطقة المدخل مقارنة بالموضع الأوسط ومنطقة الخروج للقناة. ينخفض مجال درجة الحرارة عند الخط المركزي للقناة مع زيادة معامل الشفط (إعادة الامتصاص). ينخفض التركيز من السطح إلى مركز القناة ومع زيادة تركيز معامل الشفط. ينخفض معدل نقل الحرارة بينما يزداد معدل نقل الكتلة على طول القناة. مع زيادة عدد زيادات نقل الحرارة في برينكمان وقوتها في منطقة المدخل أعلى من منطقة الخروج.Translated Description (French)
Une étude analytique est effectuée pour déterminer le mécanisme de transfert de chaleur et de masse de l'uid hautement visqueux non isotherme dans un canal poreux long et étroit. Les parois du canal sont maintenues à la même température. Le modèle mathématique est développé en utilisant les équations de continuité, de quantité de mouvement, d'énergie et de diffusion. Des solutions analytiques sont établies pour obtenir les expressions de vitesse, de distribution de pression, de taux d'écoulement de masse, de contrainte de cisaillement de paroi, de profil de température, de distribution de concentration de masse ainsi que le taux de transfert de chaleur (nombre de Nusselt) et le taux de transfert de masse (nombre de Sherwood) avec les paramètres physiques impliqués. Les résultats numériques sont esquissés graphiquement pour décrire le rôle des différents paramètres impliqués dans les équations gouvernantes. On observe que la composante de vitesse longitudinale est plus élevée au niveau de la région d'entrée par rapport à la position médiane et à la région de sortie du canal. Le champ de température diminue à l'axe du canal avec l'augmentation du paramètre d'aspiration (réabsorption). La concentration diminue de la surface au centre du canal et augmente avec la concentration des paramètres d'aspiration. Le taux de transfert de chaleur diminue tandis que le taux de transfert de masse augmente le long du canal. Avec l'augmentation du nombre de Brinkman, le transfert de chaleur augmente et sa force au niveau de la région d'entrée est supérieure à celle de la région de sortie.Translated Description (Spanish)
Se realiza una investigación analítica para determinar el mecanismo de transferencia de calor y masa del uid no isotérmico altamente viscoso en un canal poroso largo y estrecho. Las paredes del canal se mantienen a la misma temperatura. El modelo matemático se desarrolla utilizando las ecuaciones de continuidad, momento, energía y difusión. Se establecen soluciones analíticas para obtener las expresiones de eld de velocidad, distribución de presión, tasa de flujo de masa, tensión de corte de pared, perfil de temperatura, distribución de concentración de masa, así como la tasa de transferencia de calor (número de Nusselt) y la tasa de transferencia de masa (número de Sherwood) con parámetros físicos involucrados. Los resultados numéricos se esbozan gráficamente para describir el papel de los diferentes parámetros involucrados en las ecuaciones de gobierno. Se observa que el componente de velocidad longitudinal es mayor en la región de entrada en comparación con la posición media y la región de salida del canal. El campo de temperatura disminuye en la línea central del canal al aumentar el parámetro de succión (reabsorción). La concentración disminuye desde la superficie hasta el centro del canal y con el aumento del parámetro de succión aumenta la concentración. La velocidad de transferencia de calor disminuye mientras que la velocidad de transferencia de masa aumenta a lo largo del canal. Con el aumento del número de Brinkman, la transferencia de calor aumenta y su resistencia en la región de entrada es mayor que en la región de salida.Files
41.pdf
Files
(1.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:19a5052a0b52d72500ec2113a453a31c
|
1.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نقل الحرارة والكتلة للسائل اللزج في قناة نفاذة مع جدران إعادة الامتصاص
- Translated title (French)
- Transfert de chaleur et de masse de fluide visqueux dans un canal perméable à parois réabsorbantes
- Translated title (Spanish)
- Transferencia de calor y masa de fluido viscoso en un canal permeable con paredes reabsorbentes
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4297173692
- DOI
- 10.54938/ijemdm.2022.01.3.114