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影响化学反应的顺序和热扩散传质多孔介质的一个二元液体混合物

开国元勋之一B.R.安贝德卡对沙玛,Debozani Borgohain
  1. Dibrugarh大学数学系Dibrugarh - 786004,印度阿萨姆邦
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文摘

的化学反应,热扩散和杜福尔影响传热传质在拉伸圆柱体嵌入多孔介质研究了数值。一组耦合常微分方程从管理获得非线性偏微分方程,然后利用MATLABa数值求解€Ÿ年代解决者bvp4c建成的。材料参数如雷诺数的影响,达西数,化学反应参数,施密特数,杜福尔号码,俗,普朗特数和订单上的化学反应温度和浓度分布讨论了通过图表。也是当地努塞尔数和舍伍德数对于上述参数的不同值列表。得出化学反应参数和秩序的化学反应在解决方案中发挥至关重要的作用。

关键字
传热传质;多孔介质;拉伸油缸;杜福尔的俗影响;的化学反应。

我的介绍。
自由对流通过多孔介质传热传质有许多重要的应用领域的大型农产品存储系统,石油开采,控制地下水污染物扩散的太阳能收集器,热回收地热系统和多孔材料再生热交换器。许多研究人员如Nield Bejan[1],然而[2]和英流行(3、4)在这一领域取得了全面的评论。雷竞技苹果下载在几个过程,重视化学反应的综合传热传质问题,因此吸引了大量的注意力在过去的几十年。同构或异构的化学反应过程。反应是均匀的,如果它发生均匀通过给定的阶段。在混合系统,它发生在解决异构反应发生在界面即在一个受限制的区域或边界内的一个阶段。如果反应的速率成正比的n次方的浓度的化学反应是秩序„nA¢€Ÿ。外资质量和流体之间的化学反应发生在许多工业应用,如聚合物生产、制造陶瓷或玻璃器皿等等。

二世。相关工作
一阶附近的化学反应,分析了水平板房间和年轻的[5]。Das et al。[6]讨论了影响化学反应和传质流过去一个冲动无限竖直板恒热流。流和大规模扩散的化学物种与一阶和高阶反应,分析了线性拉伸表面Andersson et al . [7]。Anjalidevi和Kandasamy[8]研究了稳定层流沿着半无限水平板存在的浓度和化学反应的物种。Chamkha[9]提出的解析解整体传热传质均匀拉伸的磁流体动力流垂直渗透表面生成热的影响/吸收和化学反应。拉施德等。[10]分析了耦合传热传质混合对流对固体球饱和多孔介质的存在化学反应的效果。Jyothi巴拉和Vijaya Kumar[11]讨论了磁流体动力不稳定传热传质由半无限移动垂直多孔板的热生成和化学反应。
在化学工程、俗和杜福尔的影响是很重要的对于中等分子量气体在双星系统的耦合传热传质。Abd El-Aziz[12]研究了热扩散和热扩散效应对自由对流的传热传质特性的过去不断延伸渗透表面磁场和辐射的存在。化学反应的影响的自然对流传热传质垂直的表面嵌入在流体饱和多孔介质考虑俗和杜福尔效应讨论了Postelnicu [13]。俗,杜福尔影响自然对流传热传质从一个垂直锥多孔介质研究了成[14]。Sharma等。[15]化学反应的影响,讨论了热源,俗,杜福尔影响一个二元液体混合物的分离在多孔介质的磁流体动力自然对流流。王[16]讨论了流体的流动由于拉伸油缸。Chamkha等。[17]研究了热分层现象对流动和传热的影响由于均匀拉伸气缸吸入/注入。本文处理二维稳定层流边界层流动的不可压缩粘性流体在拉伸圆柱体嵌入在多孔介质的化学反应。本文的主要目的是研究化学反应的顺序的影响,热扩散和杜福尔对流体的影响。目前的研究是一个扩展的工作El Kabeir[18]通过考虑到n的化学反应和使用的不透水边界条件在圆柱表面的浓度。

三世。数学公式
考虑二维层流,稳定的粘性不可压缩的二进制流液体混合物在拉伸管嵌入多孔介质。如图1所示,拉伸管的半径作为„aA¢€Ÿ轴向方向,z -轴测量沿轴管和r -测量轴的径向流体在休息的时候。环境温度远离表面的圆柱T∞,管的表面保持在恒定的温度太瓦这样太瓦> T∞。圆柱体的表面被认为是不透水和二元液体混合物的浓度远离板被认为是C∞。假设流体混合物的物理性质是不变的。还假定n阶齐次化学反应发生在流。
图像
在上述假设下,控制方程描述了质量守恒,动量,能量和浓度可以写成:
图像
u和w流体速度组件沿z - r -方向分别ν是运动粘度,密度ρ,K是多孔介质的渗透率,KT的热扩散率,α是热扩散率,质量扩散系数D, T是温度,浓度,Cp是比热容,Cs是浓度的敏感性,Tm是指流体温度,K1是维化学反应参数,n是化学反应的顺序,p是压力。
边界条件是
图像
WW = 2 cz, c是一个积极的常数
现在我们介绍下面的无量纲变量:
图像

四、结果与讨论
数值计算进行了不同的参数值,哒,Sc, Df, Sr,公关,γ和n。8例被认为是:
我:Re = (1、2、3、4), Da = 1, Sc = 1.6, Df = 0.15, = 0.01,γ= 0.02,n = 4,公关= 7
案例二:Re = 1, Da = (1、5、10、1010), Sc = 1.6, Df = 0.15, = 0.01,γ= 0.02,n = 4,公关= 7
案例三:Re = 1, Da = 1, Sc = (0.5, 0.9, 1.6, 2.2), Df = 0.4, = 0.04,γ= 0.02,n = 2,公关= 7
案例四:Re = 1, Da = 1, Sc = 1.6, Df = (0.15, 0.4, 0.6, 0.8), Sr = 0.04,γ= 0.02,n = 1,公关= 7
例V: Re = 1, Da = 1, Sc = 1.6, Df = 0.2, Sr =(0.01, 0.03, 0.05, 0.07),γ= 0.02,n = 2,公关= 7
案例六:Re = 1, Da = 1, Sc = 1.6, Df = 0.15, = 0.4,γ= (0.01、1、2.5、4),n = 1,公关= 7
例七:Re = 1, Da = 1, Sc = 1.6, Df = 0.15, = 0.01γ= 0.02,n =(1、2、4、6),公关= 7
案例八世:Re = 4, Da = 4, Sc = 1.6, Df = 0.15, = 0.01,γ= 0.02,n = 2,公关= (0.7,4,7,13.2)
数值结果的速度、温度和浓度资料显示在数据(2)- (9)。
我:
图2 (a) - (c)表现出速度、温度和浓度分布剖面图各种再保险的价值观。观察到,速度和温度降低指数的最大值最小值的表面的边界层。罕见的浓度和表面附近较轻的组件是低于其价值的边缘边界层但急剧增加,参加它的最大值约为η= 2,然后慢慢减少,达到修复价值的边界层。也注意到,与雷诺数再保险的值的增加,二元液体混合物的流速和温度急剧下降。圆柱体的表面附近的浓度增加,增加的值重新但反向效应观察远离水面。
图像
案例二:
图3(一)——(c)表现出速度、温度和浓度分布剖面图各种Da的价值观。它是观察到的速度和温度降低指数从最大值在表面边界层的最小值。罕见的浓度和表面附近较轻的组件是低于其价值的边缘边界层但急剧增加,参加它的最大值约为η= 2,然后慢慢减少,达到修复价值的边界层。也注意到,与达西数的值的增加,二元液体混合物的速度大幅增加,而二元液体混合物的温度略有降低。另一方面仍然相同浓度的表面附近缸增加Da的值,但在达到其最大值约为η= 2浓度减小。
图像
案例三:
图4 (a) - (c)表现出速度、温度和浓度剖面的不同值的Sc,注意到速度和温度降低指数的最大值最小值的表面的边界层。罕见的浓度和表面附近较轻的组件是低于其价值的边缘边界层但急剧增加,参加它的最大值约为η= 2,然后慢慢减少,达到修复价值的边界层。也观察到二元液体混合物的温度降低而增加的速度减少非常详细的值施密特数Sc。表面附近的浓度减少气缸与Sc但效果得到逆转的值η= 1.5后即离开水面。
图像
案例四:
图5(一)——(c)表现出速度、温度和浓度分布剖面图各种Df的价值观。有一个指数下降的速度和温度的最大值在表面边界层的最小值在最后。罕见的浓度和表面附近较轻的组件是低于其价值的边缘边界层但急剧增加,参加它的最大值约为η= 2,然后慢慢减少,达到修复价值的边界层。也观察到二元液体混合物的温度急剧减少而增加的速度减少非常详细的值杜福尔Df数量。首先是注意到在表面浓度仍然是相同的但随着流体远离表面的浓度增加而增加的值之后得到逆转Df和效应η= 2即进一步从表面。
图像
例V:
图6 (a) - (c)表现出速度、温度和浓度分布剖面图各种老的值可以看出速度和温度下降指数的最大值,最小值的表面的边界层。不如在附近的表面浓度边界层的边缘,但增加在地表附近,参加它的最大值约为η= 2,然后慢慢减少,达到修复价值的边界层。也注意到,与老俗的值数的增加,速度减少可以忽略,而二元液体混合物的温度降低。浓度降低的表面附近,汽缸与Sr但反向效应后观察到的值η= 1.5。
图像
案例六:
图7(一)——(c)表现出速度、温度和浓度剖面不同γ的值。注意到,速度和表面温度降低指数的最大值最小值的末尾的边界层。附近的表面浓度低于其价值的边缘边界层。表面附近的大幅增加,参加它的最大值约为η= 1.65,然后慢慢减少,达到修复价值的边界层。也观察到二元液体混合物的温度增加而速度减少非常详细的增加化学反应参数γ的值。浓度几乎是同一缸的表面附近γ的值的增加而降低后η= 1.3。
图像
例七:
图8(一)——(c)表现出速度、温度和浓度分布剖面图各种n值。有一个指数下降速度和表面温度的最大值最小值的末尾的边界层。附近的表面浓度低于其价值的边缘边界层。表面附近的大幅增加,参加它的最大值约为η= 2,然后慢慢减少,达到修复价值的边界层。也观察到温度略有降低,而速度下降非常详细的增加化学反应的顺序n。起初它是注意到表面的浓度几乎保持不变但在η= 2增加略有增加n的值。
图像
案例八世:
图9(一)——(c)表现出速度、温度和浓度分布剖面图各种公关的价值观。可以看出速度和温度下降指数从最大值在表面边界层的最小值。不如在附近的表面浓度边界层的边缘。它增加在地表附近,参加其最大值约为η= 1.5和η= 2,然后慢慢减少,达到修复价值的边界层。也注意到,与普朗特数的值公关,速度减少可以忽略,而二元液体混合物的温度急剧下降。浓度的增加,表面附近的气缸与公关但反向效应后观察到的值达到最大值。
图像
最后,表面摩擦系数,努塞尔特和舍伍德数的各种参数如表- 1所示。这些参数是自我的行为-明显的从表- 1,因此进一步讨论关于他们似乎是多余的。
图像

诉的结论
二元液体混合物的温度随雷诺的增加,达西,施密特,杜福尔、俗、普朗特数和秩序的化学反应而随无量纲的增加化学反应参数。浓度的二元液体混合物的稀少和较轻的组件增加到最大值,然后减少与雷诺的增加,达西,杜福尔和普朗特数和无量纲参数的化学反应而降低其最大值,然后随施密特和俗的增加数量和化学反应。希望目前的工作将作为未来实验工作的动机似乎缺乏目前。

引用
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