Effect of nanoparticle shape on natural convection in hybrid nanofluid inside square cavity

Abstract

Чисельно досліджено природну конвекцію в квадратній порожнині з гібридним нанофлюїдом Al2O3-Cu/вода з врахуванням впливу форми наночастинок. Основні диференціальні рівняння в частинних похідних з відповідними граничними умовами перетворено в безрозмірні, а потім розв’язано за допомогою методу скінченних елементів. Характеристики потоку та теплопередачі були графічно проілюстровані та пояснені для різних параметрів об’ємних часток наночастинок та параметрів форми наночастинок із середніми числами Нуссельта. Помічено, що вплив різних форм наночастинок полягає в тому, що зі збільшенням емпіричного коефіцієнта форми наночастинок m збільшується загальна площа поверхні наночастинки. Це призводить до того, що більше тепла може розсіюватися, і, у свою чергу, створюється більша швидкість теплопередачі.A numerical study of natural convection in a square cavity with Al2O3-Cu/water hybrid nanofluid, focusing on the effects of nanoparticle shape, is conducted. The governing partial differential equations and corresponding boundary conditions are transformed intonondimensional forms and solved using the finite element method. The flow and heat transfer characteristics are graphically illustrated and explained for different nanoparticle volume fractions and shapes, with corresponding average Nusselt numbers. It has been observed that a variety of nanoparticle shapes effect, as the empirical nanoparticle shape factor m increases, the total surface area of the nanoparticle increases. This causes more heat can be dissipated and in turn, produces a higher heat transfer rate.