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Jan 08, 2024

Effets de l'énergie d'activation et de la réaction chimique sur Darcy dissipatif MHD instable

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 2666 (2023) Citer cet article 1695 Accès 27 Citations 1 Détails des métriques Altmetric L'impact de la réaction chimique et de l'énergie d'activation joue un rôle essentiel

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 2666 (2023) Citer cet article

1695 Accès

27 citations

1 Altmétrique

Détails des métriques

L'impact de la réaction chimique et de l'énergie d'activation joue un rôle essentiel dans l'analyse de la dynamique des fluides et de ses propriétés thermiques. L'application de l'écoulement de fluide est largement prise en compte dans les réacteurs nucléaires, les automobiles, les installations de fabrication, les appareils électroniques, etc. Cette étude explore les impacts de l'énergie d'activation et de la réaction chimique sur l'écoulement magnétohydrodynamique du fluide Casson pressé par Darcy-Forchheimer à travers un matériau poreux à travers le canal horizontal où les deux plaques parallèles sont supposées être en mouvement. En utilisant des variables de similarité, les équations aux dérivées partielles sont converties en équations différentielles ordinaires. La méthode numérique est appliquée à l'aide de MATLAB pour résoudre les problèmes et acquérir les données sur le champ de vitesse, la distribution thermique et la distribution de concentration. Les graphiques indiquent que la vitesse et la température du fluide augmentent à mesure que les plaques se rapprochent. De plus, il existait une corrélation entre une augmentation du nombre de Hartmann et une diminution de la vitesse du fluide en raison de l'existence de fortes forces de Lorentz. La température et la concentration du liquide vont augmenter en raison du mouvement brownien. Lorsque les paramètres de Darcy – Forchheimer et d'énergie d'activation augmentent tous deux, la vitesse et la concentration diminuent.

La compression du flux entre deux disques parallèles a récemment suscité beaucoup d'intérêt en raison du large éventail d'applications dans les installations techniques et industrielles. La notion d'écoulement entre deux surfaces de compression est utilisée dans des dispositifs tels que les freins hydrauliques, le piston mobile d'un moteur, les charges de chocolat et bien d'autres encore. Les seringues et les sondes nasogastriques incluent tous deux le processus de compression du flux tandis qu'un disque en mouvement l'influence. Une compréhension plus approfondie de ces flux permet de créer des machines plus efficaces et efficientes pouvant être utilisées pour diverses applications mécaniques et industrielles. La fabrication de dispositifs hydrodynamiques, d'accélérateurs, le moulage par compression et par injection, les équipements de lubrification et le traitement des polymères sont quelques-uns des endroits où l'écoulement par compression peut être observé. Stefan1 a étudié le débit de compression en utilisant l'approximation de la lubrification ; plusieurs chercheurs ont ensuite examiné les problèmes d'écoulement comprimé pour diverses configurations géométriques en utilisant plusieurs approches. Moore2 a indiqué que les influences telles que la finition de surface, les liquides viscoélastiques, les surfaces élastomères et les effets moléculaires jouent un rôle essentiel et doivent donc être prises en compte partiellement ou entièrement en fonction du degré de complexité des problèmes. Gupta et al.3 ont remarqué que le problème d'écoulement instable du canal de compression pouvait être considérablement simplifié via des variables de similarité. La distance entre les plaques parallèles varie comme la racine carrée d'une fonction linéaire du temps. Dans ce scénario, les variables de similarité permettent de simplifier considérablement le problème. Duwairi et al.4 ont étudié les effets du transfert de chaleur sur l'écoulement instable du canal de compression, ils ont supposé que les parois parallèles étaient chauffées uniformément à une température constante. Cela leur a permis d’examiner l’impact du transfert de chaleur sur l’écoulement. En outre, divers chercheurs se sont penchés sur les propriétés de transfert de chaleur des nanofluides circulant entre des plaques parallèles5,6,7 en considérant diverses conditions physiques.

La compression du flux entre des plaques parallèles trouve son importance dans le domaine de la dynamique des fluides car elle trouve des applications dans les machines et outils hydrauliques, les moteurs électriques, l'industrie alimentaire, la bio-ingénierie et les moteurs automobiles. D'autres exemples plus simples mais tout aussi importants sont les schémas d'écoulement se produisant dans les seringues et les tubes compressibles. Dans ces applications, les modèles d'écoulement peuvent être classés en écoulements laminaires, turbulents et transitionnels sur la base du nombre de Reynold bien connu. D'un point de vue industriel, il est nécessaire d'étudier l'effet de ces différents comportements pour les fluides non newtoniens et, à cet égard, de nombreux chercheurs ont étudié l'écoulement du fluide Casson8,9 car il est capable de capturer les propriétés rhéologiques complexes d'un fluide. Il a été observé que le mouvement des micro-organismes au sein du nanofluide Casson contribuerait à empêcher l’agglomération des nanoparticules et assurerait un écoulement plus fluide10,11. Les fluides concentrés comme les sauces, le miel, les jus, le sang et les encres d'imprimerie peuvent être bien décrits à l'aide de ce modèle. Le fluide Casson peut être défini comme un liquide fluidifiant qui est supposé avoir une viscosité infinie à un taux de cisaillement nul, une limite d'élasticité en dessous de laquelle aucun écoulement ne se produit et une viscosité nulle à un taux de cisaillement infini. Hussain et al.12 ont effectué une analyse non similaire pour étudier le flux EMHD du nanofluide Casson en considérant la forme de la nanoparticule en suspension comme facteur. Jamshed et al.13 ont mis en œuvre le modèle Tiwari-Das pour examiner les propriétés thermiques du nanofluide Casson et ont constaté une augmentation de la température absorbée lorsque la fraction volumique des nanoparticules était augmentée. De plus, ces études ont été étendues à l'analyse du mouvement du nanofluide de Casson sur une plaque de Riga par Upreti et al.14.