Published May 12, 2020
| Version v1
Publication
Open
A comprehensive study to the assessment of Arrhenius activation energy and binary chemical reaction in swirling flow
- 1. Abdul Wali Khan University Mardan
- 2. King Mongkut's University of Technology Thonburi
- 3. King Abdulaziz University
- 4. King Mongkut's University of Technology North Bangkok
Description
Abstract Nanotechnology research has a huge impact upon biomedicine and at the forefront of this area are micro and nano devices that use active/controlled motion. In this connection, it is focus to investigate steady three dimensional rotating flow with heat and mass transfer incorporating gyrotactic microorganisms. Buongiorno's nanofluid formulation is followed for thermophoresis and Brownian motion, porous space, Arrhenius activation energy and binary chemical reaction with some other effects. An enhanced analytical method is applied to solve the nondimensional equations. The non-dimensional parameters effects on the fields of velocity, temperature, nanoparticles concentration and gyrotactic microorganisms concentration are shown graphically. Velocity decreases while temperature and nanoparticles concentration increase with magnetic field strength. Gyrotatic microorganisms motion becomes slow with rotation parameter. Due to rotation, the present problem can be applied in microbial fuel cells, food processing, microbiology, biotechnology and environmental sciences, electric power generating and turbine systems, computer disk drives, mass spectromentries and jet motors.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
أبحاث تكنولوجيا النانو المجردة لها تأثير كبير على الطب الحيوي وفي طليعة هذا المجال الأجهزة الدقيقة والنانوية التي تستخدم الحركة النشطة/المتحكم فيها. في هذا الصدد، يتم التركيز على التحقيق في التدفق الدوار ثلاثي الأبعاد الثابت مع نقل الحرارة والكتلة بما في ذلك الكائنات الحية الدقيقة الجيروسكوبية. يتم اتباع تركيبة الموائع النانوية لبونغورنو من أجل الرحلان الحراري والحركة البراونية، والفضاء المسامي، وطاقة تنشيط أرهينيوس والتفاعل الكيميائي الثنائي مع بعض التأثيرات الأخرى. يتم تطبيق طريقة تحليلية محسنة لحل المعادلات غير البُعدية. يتم عرض تأثيرات المعلمات غير البُعدية على مجالات السرعة ودرجة الحرارة وتركيز الجسيمات النانوية وتركيز الكائنات الحية الدقيقة الجيروسكوبية بيانيًا. تنخفض السرعة بينما تزداد درجة الحرارة وتركيز الجسيمات النانوية مع قوة المجال المغناطيسي. تصبح حركة الكائنات الحية الدقيقة الدورانية بطيئة مع معلمة الدوران. بسبب الدوران، يمكن تطبيق المشكلة الحالية في خلايا الوقود الميكروبية، وتجهيز الأغذية، وعلم الأحياء الدقيقة، والتكنولوجيا الحيوية والعلوم البيئية، وأنظمة توليد الطاقة الكهربائية والتوربينات، ومحركات الأقراص الحاسوبية، ومطيافات الكتلة والمحركات النفاثة.Translated Description (French)
Résumé La recherche en nanotechnologie a un impact énorme sur la biomédecine et à l'avant-garde de ce domaine se trouvent les micro et nano dispositifs qui utilisent le mouvement actif/contrôlé. À cet égard, il s'agit d'étudier le flux rotatif tridimensionnel stable avec transfert de chaleur et de masse incorporant des micro-organismes gyrotactiques. La formulation nanofluidique de Buongiorno est suivie pour la thermophorèse et le mouvement brownien, l'espace poreux, l'énergie d'activation d'Arrhenius et la réaction chimique binaire avec d'autres effets. Une méthode analytique améliorée est appliquée pour résoudre les équations non dimensionnelles. Les effets des paramètres non dimensionnels sur les champs de vitesse, de température, de concentration de nanoparticules et de concentration de micro-organismes gyrotactiques sont représentés graphiquement. La vitesse diminue tandis que la température et la concentration en nanoparticules augmentent avec l'intensité du champ magnétique. Le mouvement des micro-organismes gyrotatiques devient lent avec le paramètre de rotation. En raison de la rotation, le présent problème peut être appliqué dans les piles à combustible microbiennes, la transformation des aliments, la microbiologie, la biotechnologie et les sciences de l'environnement, les systèmes de production d'énergie électrique et de turbine, les lecteurs de disque d'ordinateur, les spectromentries de masse et les moteurs à réaction.Translated Description (Spanish)
Resumen La investigación en nanotecnología tiene un gran impacto en la biomedicina y a la vanguardia de esta área se encuentran los micro y nano dispositivos que utilizan el movimiento activo/controlado. En este sentido, se centra en investigar el flujo giratorio tridimensional constante con transferencia de calor y masa que incorpora microorganismos girotácticos. La formulación de nanofluidos de Buongiorno se sigue para la termoforesis y el movimiento browniano, el espacio poroso, la energía de activación de Arrhenius y la reacción química binaria con algunos otros efectos. Se aplica un método analítico mejorado para resolver las ecuaciones no dimensionales. Los efectos de los parámetros no dimensionales en los campos de velocidad, temperatura, concentración de nanopartículas y concentración de microorganismos girotácticos se muestran gráficamente. La velocidad disminuye mientras que la temperatura y la concentración de nanopartículas aumentan con la intensidad del campo magnético. El movimiento de los microorganismos giróticos se vuelve lento con el parámetro de rotación. Debido a la rotación, el problema actual se puede aplicar en celdas de combustible microbianas, procesamiento de alimentos, microbiología, biotecnología y ciencias ambientales, sistemas de generación de energía eléctrica y turbinas, unidades de disco informáticas, espectromentarios de masas y motores a reacción.Files
s41598-020-64712-y.pdf.pdf
Files
(2.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:33087e269ae75edcf9139a36879e24cc
|
2.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- دراسة شاملة لتقييم طاقة تنشيط أرهينيوس والتفاعل الكيميائي الثنائي في التدفق الدوار
- Translated title (French)
- Une étude complète de l'évaluation de l'énergie d'activation d'Arrhenius et de la réaction chimique binaire en écoulement tourbillonnaire
- Translated title (Spanish)
- Un estudio exhaustivo para la evaluación de la energía de activación de Arrhenius y la reacción química binaria en el flujo de remolino
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3024207259
- DOI
- 10.1038/s41598-020-64712-y
References
- https://openalex.org/W2560543379
- https://openalex.org/W2562865035
- https://openalex.org/W2570246278
- https://openalex.org/W2594136511
- https://openalex.org/W2613505230
- https://openalex.org/W2620497513
- https://openalex.org/W2765507491
- https://openalex.org/W2793609225
- https://openalex.org/W2801269391
- https://openalex.org/W2849416022
- https://openalex.org/W2883744288
- https://openalex.org/W2889337665
- https://openalex.org/W2904638026
- https://openalex.org/W2914827243
- https://openalex.org/W2936294030
- https://openalex.org/W2937098662
- https://openalex.org/W2945427421
- https://openalex.org/W2953030833
- https://openalex.org/W2962801648
- https://openalex.org/W2973950807
- https://openalex.org/W2977576270
- https://openalex.org/W2983834650
- https://openalex.org/W2984288395
- https://openalex.org/W2994112329
- https://openalex.org/W2994402872
- https://openalex.org/W2997886956
- https://openalex.org/W2999137845
- https://openalex.org/W3001986338
- https://openalex.org/W3006846681
- https://openalex.org/W3008692966
- https://openalex.org/W3011081822
- https://openalex.org/W3012375618