Heat transfer enhancement with nanofluids
Nanoakışkanlar kullanarak taşınımla ısı transferinin artırılması
- Tez No: 268229
- Danışmanlar: PROF. DR. SADIK KAKAÇ, YRD. DOÇ. DR. ALMILA GÜVENÇ YAZICIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Sayısal analiz, Termal iletkenlik, Zorlanmış taşınım, Numerical analysis, Thermal conductivity, Forced convection
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Nanoparçacıkların bir sıvı içerisindeki süspansiyonları nanoakışkan olarak adlandırılır. Nanoakışkanlar yüksek ısıl iletim katsayılarıyla ısı transferi artırımı için gelecek vaat etmektedirler. An itibariyle, literatürde nanoakışkanların ısıl iletim katsayılarıyla ilgili sonuçlar çelişkilidir. Öte yandan ısıl iletim katsayısı artışına sebep olan mekanizmalar henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Bu çalışmanın ilk bölümünde, nanoakışkanların ısıl iletim katsayılarıyla ilgili bir literatür taraması yapılmıştır. Deneysel çalışmalar, hacimsel parçacık oranı, parçacık boyutu ve sıcaklık gibi parametrelerin ısıl iletim katsayısına etkisinin incelenmesi suretiyle özetlenmiştir. Ayrıca, nanoakışkan ısıl iletim katsayısı artışlarını açıklamak için önerilen mekanizmalar ve ısıl iletim katsayısı modelleri açıklanmıştır. Bu modellerin öngörüleri deneysel sonuçlarla karşılaştırılmış, gözlemlenen çelişkiler vurgulanmıştır.Zorlanmış taşınımla nanoakışkan ısı transferi araştırmaları, nanoakışkanların ısı transferi ekipmanlarında kullanılabilmesi açısından önemlidir. Son dönemde yapılan deneysel çalışmalar, nanoakışkanlarla elde edilen ısı transferi artırımının, ısıl iletim katsayısı artırımından yüksek olduğunu göstermiştir. Bu ilave artışın, nanoparçacıkların akış içerisindeki rastlantısal hareketleriyle oluşan ısıl dağılışım olayıyla açıklanabileceği düşünülmektedir. Bu çalışmanın ikinci bölümünde, literatürde mevcut olan bir ısıl dağılışım modelinin geçerliliğini incelemek amacıyla, Al2O3/su nanoakışkanının dairesel kesitli kanal içerisindeki hidrodinamik olarak tam gelişmiş, termal olarak gelişmekte olan laminer akışı, sabit duvar sıcaklığı ve sabit duvar ısı akısı sınır şartları altında sayısal olarak incelenmiştir. Analizde, Değişken Yönlü Kapalı Metot aracılığıyla sonlu farklar analizi uygulanmıştır. Sayısal sonuçlar literatürdeki deneysel ve sayısal sonuçlarla karşılaştırılmış, özellikle deneysel sonuçlar ile uyumluluk gözlenmiştir. Söz konusu uyumluluk, ısıl dağılışım modelinin nanoakışkan ısı transferini açıklamak için uygun bir model olduğu yönünde değerlendirilebilir. Sayısal çalışmaya ek olarak yapılan teorik çalışmada, klasik ısı transferi eşilişkilerinin nanoakışkan ısı transferi analizi için kullanılmasının uygun olmadığı gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
A nanofluid is the suspension of nanoparticles in a base fluid. Nanofluids are promising for heat transfer enhancement due to their high thermal conductivity. Presently, discrepancy exists in nanofluid thermal conductivity data in the literature, and enhancement mechanisms have not been fully understood yet. In the first part of this study, a literature review of nanofluid thermal conductivity is performed. Experimental studies are discussed through the effects of some parameters such as particle volume fraction, particle size, and temperature on conductivity. Enhancement mechanisms of conductivity are summarized, theoretical models are explained, model predictions are compared with experimental data, and discrepancies are indicated.Nanofluid forced convection research is important for practical application of nanofluids. Recent experiments showed that nanofluid heat transfer enhancement exceeds the associated thermal conductivity enhancement, which might be explained by thermal dispersion, which occurs due to random motion of nanoparticles. In the second part of the study, to examine the validity of a thermal dispersion model, hydrodynamically developed, thermally developing laminar Al2O3/water nanofluid flow inside a circular tube under constant wall temperature and heat flux boundary conditions is analyzed by using finite difference method with Alternating Direction Implicit Scheme. Numerical results are compared with experimental and numerical data in the literature and good agreement is observed especially with experimental data, which indicates the validity of the thermal dispersion model for explaining nanofluid heat transfer. Additionally, a theoretical analysis is performed, which shows that usage of classical correlations for heat transfer analysis of nanofluids is not valid.
Benzer Tezler
- Heat transfer enhancement with nanofluids laminar flow
Nanoakışkan kullanarak laminar akışta ısı transferinin artırılması
MEHRDAD KARİMZADEHKHOUEİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFULLAH KUDDUSİ
- Heat transfer enhancement using ferro-nanofluid with megnatic field in tube having inserted twisted tube
Başlık çevirisi yok
SALIM ABDULZAHRA ABBOODI AL ZERKANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiAltınbaş ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YASER ALAIWI
- Experimental investigation of heat transfer enhancement of nanofluids in computer cooling systems
Nanoakışkanların bilgisayar soğutma sistemlerindeki ısı transferi arttırımının deneysel olarak incelenmesi
ÖZGÜR ATİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ERTÜRK
- Doğal sirkülasyonlu güneş enerjili sıcak su hazırlama sistemlerinde çekirdek-kabuk yapıda nanoakışkan kullanımının ısı transfer performansına etkisinin incelenmesi
Core-shell structured nanofluids employment in solar water heating systems with natural circulation and their effect on heat transfer performance
OSMAN SAMET ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM ATMACA
- A numerical investigation of heat transfer enhancements with the effects of nanofluid and inserts in a circular tube
Dairesel bir tüp içinde gömme parça ve nanoakışkan kullanımının ısı transferi geliştirmelerine etkisinin sayısal bir incelemesi
ATHEER RAHEEM AL-JUBOORI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FUAT YILMAZ