Williamson Cu의 최적화된 열 특성 및 엔트로피에 대한 실험적 및 TDDFT 재료 시뮬레이션

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 18130(2022) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

현재 조사에서는 PTSC(포물선형 트로프 태양열 집열기)를 특징으로 하는 기하급수적으로 확장된 수평판을 지나는 윌리엄슨 나노유체(WNF) 흐름의 다공성 매질에서 엔트로피 평가를 강조합니다. 구리-메탄올(Cu-MeOH) 및 알루미나-메탄올(Al2O3-MeOH)과 같은 두 종류의 나노유체를 테스트하고 논의하고 그래픽으로 표시했습니다. 제작된 나노입자는 시뮬레이션된 TDDFT/DMOl3 방법과 실험적 방법인 SEM 측정을 포함한 다양한 기술을 사용하여 연구되었습니다. 이량체의 중심 길이는 (Cu-MeOH), (Al2O3-MeOH) 및 (Cu-MeOH-αAl-MOH)에 대해 각각 3.02 Å, 3.27 Å 및 2.49 Å입니다. 편미분 방정식(PDE)을 해당 경계 제약 조건이 있는 비선형 상미분 방정식(ODE)으로 변환하기 위해 적절한 유사성 변환이 적용되었습니다. Brinkmann 및 Reynolds 수가 향상되면 전체 시스템 엔트로피가 증가합니다. WNF 매개변수는 PTSC의 열 속도를 향상시킵니다. 다양한 매개변수 값에 대해 Cu-MeOH의 열효율은 Al2O3-MeOH보다 최소 0.8%, 최대 6.6% 증가합니다.

오늘날 엄청난 에너지 수요를 충족할 수 있는 전력 생산을 위한 재생 가능하고 지속 가능한 에너지원을 찾는 것이 필수적이라는 사실을 누구도 부인할 수 없습니다. 따라서 태양에너지는 다른 형태의 재생에너지 자원에 비해 가장 큰 자원으로 간주됩니다. 태양 에너지의 주요 목적은 더 많은 태양 에너지를 흡수하여 작동 온도를 향상시키는 데 집중하는 것입니다. 높은 온도에 도달할 수 있는 잘 알려진 효율적인 집광형 태양광 시스템으로는 선형 프레넬(Linear Fresnel), 중앙 타워, 접시 스털링(dish sterling) 및 포물선형 트로프 컬렉터가 있습니다. 전력 생산을 위한 지속 가능한 에너지원을 찾기 위해 최근 몇 년 동안 여러 형태의 포물선형 트로프 수집기가 크게 조사되고 테스트되었습니다. 포물선형 컬렉터 설계 매개변수 외에도 연구자들은 이제 흡수관의 수정에 초점을 맞추고 있습니다. 흡수관의 태양광 흡수력으로 집열기의 효율이 향상됩니다. 흡수관은 작동유체와 흡수관을 가열하는 태양복사선 사이에 위치합니다. 태양에너지를 흡수하면 흡수체의 튜브가 가열됩니다. 그런 다음 열은 흡수 튜브의 바깥쪽을 통해 안쪽으로 이동하여 대류 과정을 통해 액체로 전달됩니다. 열 흡수 튜브 표면에서 대기로의 열 전달 모드로 인한 중간 열 손실로 인해 집열기 성능이 저하됩니다. 활발한 조사1의 범위는 이러한 유체의 나선형 흡수를 최적화하는 것입니다.

개선된 광학 특성을 갖춘 열 흡수 광전지 패널에서 나노유체는 기존 작동 유체를 대체하기에 적합합니다. 이용 가능한 연구에 따르면, 다양한 나노입자를 사용하는 PTSC의 열적 성능 향상을 연구하기 위해 수많은 분석이 수행된 것으로 밝혀졌습니다. 최근 몇 년 동안 순수한 액체와 금속 나노입자의 조합인 나노유체는 뛰어난 열물리적 특성으로 인해 상당한 주목을 받아왔습니다. Akbarzadeh와 Valipour2는 나노유체 포물선형 골짜기의 열적 개선을 조사했습니다. 나노유체는 0.05%, 0.1%, 40.3%의 크기 농도에서 분석하기 위해 2단계 프로토콜로 준비되었습니다. 그들은 크기 농도가 낮을수록 장치의 효율성이 평준화되는 결과를 가져온다고 분석했습니다. Sahin et al.3은 이진 나노유체가 일반 나노액체보다 우수한 자산을 나타낸다는 것을 보여주었습니다. 적절한 나노입자 분산은 충분한 태양광 흡수를 위한 중요한 문제입니다. 나노유체에 대한 집중적인 검토는 Sarkar et al.4에 의해 연구되었습니다. Al2O3/합성 오일 나노액체의 활용은 수많은 연구자에 의해 광범위하게 연구되어 왔습니다. 적절한 하이브리드화는 하이브리드 나노유체의 열 전달 개선을 매우 유망하게 만들 수 있습니다. Wang et al.5은 Al2O3/합성 오일 나노유체를 작동 액체로 활용하면 흡수 장치의 온도 구배를 크게 줄일 수 있음을 입증했습니다. 그들은 입자의 농도가 증가하면 흡수체 변형이 감소한다는 것을 발견했습니다.

0\) and \({A}_{1}\) denote the additional stress tensor, the zero-shear rate, the infinite-shear rate, fixed-time, and 1st tensor of Rivlin-Erickson, correspondingly; and \(\widetilde{\gamma }\) can be specified as follows :/p>0\)./p>\) 0 per example, we have found \({\kappa }_{nf}^{*}>{\kappa }_{nf}\), causing an incrementation in the temperature boundary-layer as shown in Fig. 9a. Figures 8b and 9b depict the combined effect of \({N}_{r}\) and \(\epsilon\) on entropy profiles related to methanol-based nanofluids. The velocity profile remains unchanged, however, the nanofluid entropy progresses with variations of \({N}_{r}\) and \(\epsilon\). Furthermore, Table 5 reveals that at the plate, the heat interchange ratio for \(\epsilon\) becomes lower in the case of Cu-methanol and Al2O3-methanol whereas the velocity gradient stays constant./p>0)\) in both thermal and hydrodynamic boundary layers. During the aspiration process, a great amount of fluid flows out of porous media, which explains the reduction in thickness of both thermal and hydrodynamic boundary-layers. That is the physical explanation for why the speed and heat of the model are constrained to be lower. In contrast, the injection behavior will be opposite in the case of \((S<0)\), causing an improvement of the temperature boundary-layer by the heated fluid passing through the wall toward the fluid located within the boundary layer. As shown in Table 5, speed and temperature ramps will increase as \(S\) value increases. The higher the Nusselt number causes the greater accomplishment and efficacy of the solar collector using PTSC. Because of the large proportion of fluid transferred, entropy effects inside the system will be amplified due to higher suction. Similarly, it has been noted that the lowest relative proportion of \(S>0\) is shown on point 1.3 and the highest on point 3.0./p>