Hibrit nanoakışkanların otomobil radyatöründe kullanımıyla ısıl performans değişimi: Deneysel analiz
Thermal performance changes with the use of hybrid nanofluids in automobile radiators: Experimental analysis
- Tez No: 1020282
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EDİP TAŞKESEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Şırnak Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Eğitim Bilimleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, farklı hacimsel konsantrasyonlara sahip Ni–WO₃/su hibrit nanoakışkanlarının otomobil radyatöründeki ısıl ve hidrodinamik performansları deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalar, gerçek bir otomobil soğutma sistemini temsil eden kapalı çevrimli bir düzenekte, 10–14 L/dk debi aralığında ve 50–90 °C radyatör giriş sıcaklıklarında gerçekleştirilmiştir. Çalışmada hacimsel olarak %0,05 Ni–WO₃ (20:80)/su, %0,10 Ni–WO₃ (50:50)/su ve %0,15 Ni–WO₃ (80:20)/su hibrit nanoakışkanları kullanılmıştır. Deneysel veriler kullanılarak ısı transfer oranı (Q ̇), taşınım ısı transfer katsayısı (h), Nusselt sayısı (Nu), basınç düşümü (∆P), performans değerlendirme katsayısı (PDK) ve ısı transferi iyileştirme (ITİ) oranları hesaplanmıştır. Ayrıca radyatör yüzey sıcaklık dağılımları kızılötesi termografi yöntemi ile analiz edilmiştir. Sonuçlar, nanopartikül konsantrasyonu, debi ve Ni-WO3 karışım oranının radyatör performansı üzerinde önemli etkiler oluşturduğunu göstermiştir. En yüksek Q ̇, 14 L/dk debi ve 90 °C giriş sıcaklığında %0,15 Ni–WO₃ (80:20)/su hibrit nanoakışkanı için 995 W olarak elde edilmiş olup, bu değer su ile kıyaslandığında %84,25 artış olduğu tespit edilmiştir. Aynı çalışma koşullarında h 670 W/m²K'ye ulaşmış ve suya göre %91,42 artış göstermiştir. Nu sayısı ise 5,52 olarak hesaplanmış ve su kıyasla %62,35 oranında iyileşme sağlanmıştır. Hidrodinamik açıdan değerlendirildiğinde, debi ve nanopartikül konsantrasyonundaki artışın basınç düşümünü yükselttiği belirlenmiş; en yüksek ∆P 37 mbar olarak %0,15 Ni–WO₃ (80:20)/su hibrit nanoakışkanında elde edilmiştir. Termohidrolik performans değerlendirmesinde tüm deney koşullarında PDK değerlerinin 1'in üzerinde olduğu ve 1,20–1,73 aralığında değiştiği belirlenmiştir. En yüksek PDK değeri 1,73 olarak %0,05 Ni–WO₃ (20:80)/su hibrit nanoakışkanında hesaplanmıştır. ITİ analizlerinde ise en yüksek iyileşme oranı, 14 L/dk debi ve 90 °C giriş sıcaklığında %0,10 Ni–WO₃ (50:50)/su hibrit nanoakışkanı için %68 olarak belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, Ni–WO₃/su hibrit nanoakışkanlarının otomobil radyatörlerinde ısı transfer performansını önemli ölçüde artırdığını, kabul edilebilir hidrodinamik kayıplar ile avantajlı termohidrolik özellikler sunduğunu ve geleneksel soğutucu akışkanlara alternatif olarak kullanılma potansiyeline sahip olduğunu ortaya konulmuştur.
Özet (Çeviri)
This thesis experimentally investigates the thermal and hydrodynamic performance of Ni–WO₃/water hybrid nanofluids with different volumetric concentrations in an automobile radiator. Experimental studies were carried out in a closed-loop setup representing a real automobile cooling system, at flow rates ranging from 10–14 L/min and radiator inlet temperatures of 50–90 °C. Hybrid nanofluids with volumetric concentrations of 0.05% Ni–WO₃ (20:80)/water, 0.10% Ni–WO₃ (50:50)/water, and 0.15% Ni–WO₃ (80:20)/water were used. Using the experimental data, the heat transfer ratio (Q̇), convective heat transfer coefficient (h), Nusselt number (Nu), pressure drop (∆P), coefficient of performance evaluation (CPM), and heat transfer improvement (HPI) ratios were calculated. Additionally, radiator surface temperature distributions were analyzed using infrared thermography. The results showed that nanoparticle concentration, flow rate, and Ni-WO3 mixing ratio had significant effects on radiator performance. The highest Q̇ was obtained as 995 W for the 0.15% Ni–WO₃ (80:20)/water hybrid nanofluid at a flow rate of 14 L/min and an inlet temperature of 90 °C, representing an 84.25% increase compared to water. Under the same operating conditions, h reached 670 W/m²K, showing a 91.42% increase compared to water. The Nu number was calculated as 5.52, indicating a 62.35% improvement compared to water. From a hydrodynamic perspective, it was determined that increasing flow rate and nanoparticle concentration increased the pressure drop; the highest ∆P of 37 mbar was obtained with the 0.15% Ni–WO₃ (80:20)/water hybrid nanofluid. In the thermohydraulic performance evaluation, it was determined that the PDK values were above 1 and varied between 1.20 and 1.73 under all experimental conditions. The highest PDK value of 1.73 was calculated in the 0.05% Ni–WO₃ (20:80)/water hybrid nanofluid. In the ITI analyses, the highest improvement rate was determined as 68% for the 0.10% Ni–WO₃ (50:50)/water hybrid nanofluid at a flow rate of 14 L/min and an inlet temperature of 90 °C. The obtained results show that Ni–WO₃/water hybrid nanofluids significantly improve the heat transfer performance in automotive radiators, offer advantageous thermohydraulic properties with acceptable hydrodynamic losses, and have the potential to be used as an alternative to conventional coolants.
Benzer Tezler
- Otomobil soğutma sisteminde hibrit nanoakışkan kullanımı
Utilization of hybrid nanofluid on automobile cooling system
DORUK KOÇAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BEYTULLAH ERDOĞAN
- Hibrit nanoakışkanların stabilite ve ısıl özelliklerinin yapay sinir ağlarıyla incelenmesi
Investigation of stability and thermal properties of hybrid nanofluids by artificial neural networks
ALPER CAN TURHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LÜTFÜ NAMLI
- Isı transferi uygulamaları için çeşitli hibrit nanoakışkanların termofiziksel özelliklerinin incelenmesi
The investigation of the thermophysical properties of various hybrid nanofluids for heat transfer applications
SULTAN ÖCAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT GÖKÇEK
- hBN, ZnO ve MWCNT katkılı mono ve hibrit bitkisel nanoakışkanların minimum miktarda yağlama (MMY) yöntemi ile ti6al4v titanyum alaşımlarını tornalama operasyonunda uygulanmasının işleme performansına etkisi
The effect of plant-based nanofluids with hbn, zno, and mwcnt as catalysts on the machining performance in turning operation of Ti6Al4V titanium alloys using minimum quantity lubrication (MQL) method
İREM AKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞEGÜL ÇAKIR ŞENCAN
DR. CEVDET ŞENCAN
- Preparation and characterization of aluminium oxide nanofluids, polyurethane nanocapsules nanofluids and hybrid nanofluids
Alümı̇nyum oksı̇t nanoakışkanların, polı̇üretan nanokapsüllü nanoakışkanların ve hı̇brı̇t nanoakışkanların hazırlanması ve karakterı̇zasyonu
ALI RAHMAN ALI ALBURGHEEF
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiÇankırı Karatekin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEMAHAT DORUK