Campuran koloid yang diperoleh dari satu jenis nanopartikel dengan fluida inang disebut sebagai fluida nano. Salah satu tantangan utama dalam eksplorasi karakteristik termofisika fluida nano adalah mengeksplorasi potensi aplikasinya dalam sistem pendingin seperti sistem pendingin elektronik, penukar panas, dan sistem pendingin otomotif. Dibandingkan dengan fluida dasar seperti minyak atau air, fluida nano bersifat lebih konduktif, memiliki difusi termal yang lebih tinggi, viskositas yang lebih tinggi, dan lebih konvektif dalam hal perpindahan panas. Campuran koloid dari dua jenis partikel berukuran nano padat dengan fluida inang disebut sebagai bihibrida atau fluida nano hibrida. Fluida nano hibrida telah banyak digunakan untuk meningkatkan konduktivitas panas. Saat ini, fluida nano trihibrida telah banyak digunakan untuk meningkatkan konduktivitas panas. Ketiga nanopartikel tersebut telah disuspensikan dalam fluida dasar, dan fluida yang dihasilkan telah disebut dengan berbagai nama, termasuk trihibrida, fluida nano hibrida terner, dan fluida nano terner.
Nanofluida telah banyak diperhatian dalam beberapa tahun terakhir karena telah terbukti mampu mengeluarkan lebih banyak panas daripada fluida biasa. Para peneliti telah mengkaji efek dari jenis partikel, suhu, dan volume fluida cairan nano hibrida. Viskositas fluida nano dalam air dipelajari dalam percobaan yang dilakukan oleh Fedele dkk. dan Murshed dkk. pada berbagai suhu dan rentang konsentrasi volume. Mereka mengamati peningkatan viskositas fluida dengan meningkatnya fraksi volume, yang menyebabkan peningkatan suhu fluida inang. Banyak ahli lain telah mengeksplorasi peran penting nanopartikel hibrida dalam fluida inang untuk mengamati karakteristik fisik partikel kecil seperti berbagai jenis, bentuk, fraksi volume, dan fluida inang. Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa berbagai sifat fisik nanopartikel memainkan peran penting dalam fungsi kecepatan dan temperatur fluida.
Lingkungan gaya berat mikro dan gradien temperatur biasanya dapat menghasilkan fluks konvektif daya apung dalam banyak keadaan, kemungkinan besar dalam lingkungan gaya berat mikro atau dalam gravitasi rendah. Dalam situasi ini, diketahui bahwa sedimentasi dan aliran fluida yang digerakkan oleh daya apung sangat berkurang, sehingga memungkinkan sistem bekerja dalam kondisi yang murni difusif. Gravitasi periodik sebagai dampak inersia karena akselerasi quasisteady, transien, atau osilasi pada rancang bangun pesawat ulang alik, Gerakan kru, getaran mesin pada penerbangan pesawat dan lingkungan gravitasi mikro lainnya. Saat ini, dampak dari gravitasi periodic menarik banyak peneliti untuk menganalisis peran pentingnya dalam dinamika fluida. Konveksi campuran yang terkait dengan gravitasi periodic memiliki berbagai aplikasi yang digunakan secara luas dalam gerakan kru, pesawat ruang angkasa, dan pompa. Telah dilaporkan bahwa analisis numerik dan analitik dapat digunakan untuk memprediksi peran penting lingkungan mikrogravitasi dalam fluida Newtonian/non-Newtonian, seperti fluida Jeffrey, fluida tingkat dua, fluida mikrokutub, dan fluida Newtonian.
Fluida non-Newtonian telah digunakan secara luas dalam berbagai industri, termasuk plastik cair, serat sintetis, pembuangan limbah nuklir, bahan makanan atau bubur, pendinginan evaporatif, dan reservoir minyak bumi. Sebagai hasilnya, ada minat yang semakin besar untuk mempelajari perilaku fluida non-Newtonian. Fluida Casson, salah satu jenis model fluida yang paling populer untuk fluida non-Newtonian, adalah salah satu model fluida tersebut. Hal ini ditandai dengan viskositas bukan nol pada kecepatan geser nol dan tegangan luluh di mana tidak ada aliran yang terjadi. Oleh karena itu, fluida Cason diklasifikasikan sebagai fluida pseudoplastik. Fluida Casson dapat secara akurat menggambarkan karakteristik aliran darah pada kecepatan geser yang rendah. Saat ini, fluida non-Newtonian sangat penting dalam berbagai industri, seperti industri polimer, pencetakan 3D, produksi plastik, pembuatan kertas, dan banyak aplikasi teknis lainnya. Sharada dan Shankar secara numerik mengevaluasi pengaruh Dufour, radiasi, Soret, dan reaksi kimia dalam fluida Casson dan mengamati variasi yang signifikan dalam dinamika fluida yang tunduk pada variasi kuantitas fisik yang terlibat. Gaya Lorentz dan parameter Casson memiliki peran penting dalam karakteristik fluida Casson, dan parameter-parameter ini bertanggung jawab atas peningkatan transmisi panas. Pengaruh berbagai besaran fisika pada fluida non-Newtonian telah dievaluasi oleh banyak ilmuwan, seperti gaya Lorentz, gaya Coriolis, gaya apung termal, dan model dua fasa.
Pemodelan matematika memiliki peran penting dalam memahami banyak masalah nyata, termasuk pentingnya nanopartikel trihibrida dalam lingkungan fluida non-Newtonian dan mikrogravitasi. Penulis dan tim telah mengkaji model matematika efek magnetohidrodinamika di bawah pengaruh mikrogravitasi. Model matematika diturunkan dari hukum konservasi massa, hukum konservasi momentum dan hukum konservasi energi. Sifat-sifat fisis fluida yang terlibat pada ketiga hukum konservasi tersebut adalah densitas (massa jenis), viskositas, kapasitas kalor, konduktivitas termal, konduktivitas elektrik dan koefisien ekspansi termal. Ketiga hukum konservasi berbentuk sistem persamaan diferensial parsial non linear. Simulasi numerik model dilakukan menggunakan metode elemen hingga. Hasil simulasi menunjukkan bahwa kecepatan fluida menurun sebagai fungsi dari meningkatnya kekuatan magnet dan parameter Casson. Selain itu, distribusi temperature juga meningkat sebagai fungsi dari parameter Casson. Hasil simulasi juga menunjukkan bahwa fungsi temperatur dan kecepatan untuk aliran nanofluida trihibrid memperoleh nilai puncak dibandingkan dengan kasus monohibrida dan bihibrida.
Penulis: Windarto
Link: https://link.springer.com/article/10.1007/s11043-024-09686-4
Baca juga: Analisis dan Potensi Nanopartikel Ekstrak Qusthul Hindi
