حل تشابهي لايه مرزي نانو سيال در محيط متخلخل در حالت عدم تعادل حرارتي

Thermal Non-Equilibrium Similarity Solution for Nanofluid Boundary Layer in a Porous Medium

در اين مطالعه جابجايي آزاد نانوسيال در مجاورت يك صفحه گرم عمودي و در محيط متخلخل در حالت عدم تعادل حرارتي مورد بررسي قرار گرفته است. توزيع دماي صفحه به صورت خطي تغيير مي كند و اثر مكش و دهش روي مساله به طور كامل بررسي شده است. در اين بررسي فرض شده است كه حركت براوني و ترموفورز مكانيزم هاي محرك براي جابجايي آزاد نانوسيال در فيزيك مورد مطالعه است. با استخراج پارامتر تشابهي مناسب، معادلات حاكم با استفاده از روش تشابهي به معادلات ديفرانسيل معمولي تبديل و به روش عددي حل شده اند. حل تشابهي معادلات حاكم بر مساله در محيط متخلخل با وجود نانوسيال و جملات غيرخطي مانند ترموفورز از نوآوري‌هاي مقاله حاضر است. در اين بررسي، ميدان‌هاي جريان و دما تعيين شده و عدد ناسلت براي فازهاي سيال و جامد محاسبه شده اند. همچنين عدد شروود براي نانوذرات در گستره وسيعي از پارامترها تعيين شده و مورد بحث و بررسي قرار گرفته است.

In the present study, we have investigated the external free convection of a nano?uid near a vertical heated surface embedded in a saturated porous medium using the thermal non-equilibrium assumption. The vertical surface has a linear temperature distribution with a uniform mass suction or injection. Assuming the Brownian motion and thermophoresis as the primary driving mechanisms of free convection of the nano?uid, suitable volume averaged equations are employed. We have also followed similarity solution method for transforming the governing equations in to the ordinary differential equations. The new set of ordinary equations is solved numerically by the Shooting method and the flow and temperature fields are determined completely. The obtained numerical results are employed for calculating the Nusselt numbers for both the solid and liquid phases in the physical domain. Moreover, the Sherwood number for the nanoparticles is determined over a wide range of parameters.