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国际创新研究期刊》的研究在科学、工程和技术

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磁场和变化的影响粘度和导热系数的二元液体混合物分离在不断移动的表面

B。R·夏尔马1,Kabita纳2
  1. Dibrugarh大学教授,数学系Dibrugarh - 786004,印度阿萨姆邦
  2. 研究学者、数学系、Dibrugarh大学Dibrugarh - 786004,阿萨姆邦,India2
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文摘

粘性耗散的影响,焦耳加热和化学反应在分层的二元混合物在二维不可压缩粘性电和热导电液体稳定边界层流动与温度相关的粘性和热导率由于不断移动的表面弱均匀横向磁场的影响下调查。动量、能量和浓度方程简化为相似变换和非线性耦合常微分方程的数值求解,利用MATLAB的解决者bvp4c建成的。这些数值结果图形化展示,人们已经发现,各种参数的影响是二元混合物的分离的组件通过收集附近的打火机和少组件板的表面和较重的人远离它。各种参数的影响在本地的皮肤摩擦,努塞尔数和舍伍德数已经以表格的形式显示。

关键字
粘性耗散、化学反应、分层、二进制混合物。

介绍
流程分离的组件导电二元混合物的不可压缩粘性流体在磁场的影响下被认为是重要的重要性由于他们的应用程序在许多工程问题,如核反应堆和那些处理液体金属。这经常发生在农业、工程、等离子体研究和石油行业。自由对流的问题在磁场的影响下已经吸引了许多研究者的兴趣在地球物理和天体物理视图的应用程序。磁流体动力也自己的实际应用。例如,它可以用来处理问题,如核反应堆的冷却液钠和感应流量计,取决于流体的电位差的方向垂直于运动和磁场。在许多化工过程,化学反应发生外资质量和工作流体之间由于表面的拉伸动作。化学反应的顺序取决于几个因素。一个最简单的化学反应是一级反应,反应的速率成正比的物种的浓度。化学反应可分为同构或异构过程,这取决于它发生在一个接口或单相反应体积。在大多数情况下的化学反应,反应速率取决于物种本身的浓度。 A reaction is said to be of first order if the rate of the reaction is directly proportional to the concentration.
分离流程的组件的一个二元液体混合物中其中一个组件是在非常小的比例的兴趣是由于他们在科学和技术的应用程序。除了环境工程应用中,对流仅传质构成许多操作在化工行业的支柱。同位素分离的天然混合物就是这样一个例子。所描述的二元混合物的成分浓度C1,定义为质量的比例少和较轻的组件的总质量的混合物在一个给定的体积。重的浓度C2和丰富的组件是由C2 = 1 - C1。二元混合物的温度梯度可以生成热扩散即温度梯度引起溶质通量。这种现象称为热扩散。这种混合的一个流中的个别物种的扩散发生由三个机制即浓度梯度、压力梯度和温度梯度。扩散通量⃗由朗道,谨言[1]:
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流体的密度ρ,Kp, D是压力扩散系数和KT, D是热扩散系数。普通的扩散对质量流量的贡献被视为一个复杂的方式取决于组件的浓度梯度的混合物。
Sakiadis[2]研究了边界层流动拉伸表面以恒定的速度运动,而祖文萃et al。[3]确定实验的结果Sakiadis通过分析传热的影响在不断移动的表面以恒定速度。然而,Soundalgekar和Murty[4]研究了传热问题,假设板温度变量。Sakiadis工作再次延长埃里克森等。[5],包括吸入或注射拉伸板表面上不断移动与恒速和调查其影响传热传质边界层区域。流行et al。[6]获得相似的解决方案通过考虑粘度的逆函数常数的温度和板的速度和温度。豪厄尔等。[7]和饶et al .[8]研究了动力和传热表面上连续移动的幂律流体。Kumari和纳[9]讨论了磁流体动力边界层流动问题的非牛顿流体在acontinuously移动表面平行的自由流。方[10]研究热边界层相似解决方案移动板块。Soundalgekar等。[11]调查过去的不可压缩粘性流体的流动不断移动半无限板通过考虑可变粘度和温度变量。Ibrahim et al。[12]研究了墙吸的综合效应和磁场对边界层流动与传热传质在加速垂直板。Makinde[13]分析了磁流体动力学边界层流动与传热传质在一个移动的垂直板在磁场的存在和对流换热表面与周围。 Makinde et.al [14] studied the effect of temperature dependent viscosity on free convective flow past a vertical porous plate in the presence of a magnetic field, thermal radiation and a first order homogeneous chemical reaction. Recently Jat et al. [15] studied hydromagnetic flow and heat transfer on a continuously moving surface. He has studied the effect of parameters such as reference temperature, exponent, magnetic, Prandtl number and Eckert number on heat transfer. Sharma and Singh [16, 17, 18], Sharma and Nath [19] and Sharma et al. [20, 21] studied the effect of magnetic field on demixing of a binary fluid mixture. Sharma and Singh [22, 23] studied the effect of temperature gradient on demixing of species in hydromagnetic flow of a binary mixture of incompressible viscous fluids between two parallel plates, first taking the plates horizontal and second by taking the plates vertical. They found that the effect of temperature gradient is to separate the components of the binary mixture and the magnetic field increases the effect of species demixing. Geetha et al. [24] studied MHD boundary layer flow of heat and mass transfer on a continuously moving surface with chemical reaction.
在这一块的工作,我们调查的影响变化的粘度和导热系数分离组件的电和热进行二元混合物的不可压缩粘性流体稳定运动由于不断移动表面的影响下弱均匀横向磁场。

数学公式
我们考虑化学反应的二元混合物的分离导电不可压缩粘性流体在一个二维稳定边界层流动过去不断移动的表面以均匀速度U存在弱均匀横向磁场强度B0的轴沿表面和轴正常如图。1。假设磁雷诺数很小,感应磁场可以被忽视。假设感应磁场、外部电场,电场的极化费用可以忽略不计。所有的流体性质都假定为常数,除了流体粘度和导热系数假定为逆温度的线性函数,赖和顾克刚[25]给出的
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结果与讨论
自解的非线性耦合常微分方程(18)-(20)边界条件下(21)不能获得在一个封闭的形式,所以我们已经解决了这些方程数值与MATLAB的解决者bvp4c建成的。
数值计算进行了罕见的浓度和较轻的组件二元液体混合物的各种参数的值图像并绘制在图2 - 10对η。普朗特数是被公关= 0.72,这对应于空气中,施密特数(Sc)的价值选择是0.24表示扩散的化学物种最常见的空气像H2的兴趣。
2到10的数据显示,罕见的浓度和较轻的组件的二元混合物在板的表面,减少指数随着η增加5。之后在该地区η> 5 inθ没有变化是观察。从数据中观察到的是二元混合物的分离主要发生在该地区0 <η< 5,分离之后发现是微不足道的。
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最后,当地的表面摩擦的影响,努塞尔数和舍伍德数都列在表1。这些参数是自我的行为明显的表1,因此任何进一步的讨论他们似乎是多余的。
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确认
这一研究工作是由从UGC赠款,新德里,印度(文件号39-43/2010 (SR))作为主要研究项目授予b·r·夏尔马博士。Kabita Nath与项目作为一个项目的关联。作者感谢UGC期间提供金融支持研究工作。

引用
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  26. Blasius, h . Grenzschicten Flussigkeitenmitkleinerreibung”, ZeitAngew数学物理。卷,56 pp.1-37, 1908年。