Single and two phase continuum modeling for laminar forced convection of nanofluids
Nanoakışkanların katmanlı zorlanmış konveksiyonu için tek ve iki fazlı sürekli ortam modellemesi
- Tez No: 338884
- Danışmanlar: DOÇ. SALİM KUNT ATALIK, DOÇ. HAKAN ERTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Nanoakışklanların makroskopik modellenmesi, nanoakışkanlara dayalı ekipmanların tasarımı ve analizi için gereklidir. Şu an için, yeni ve üstün nanoakışkan modellerinin ve bu modellerin hesaplama verimliliklerinin karşılaştırıldığı bir çalışma literatürde bulunmamaktadır. Bu çalışmada, tek ve iki fazlı modeller ile Al2O3-su nano akışkanının boru içindeki katmanlı zorlanmış konveksiyonunun modellenmesi incelenmiştir. Hız gradyanı kullanılarak tanımlanan tek fazlı ısıl dağılım modelinin, ısı iletim katsayısını en doğru hesaplayan model olduğu gösterilmiştir. Tek fazlı modeller basınç düşüşünü doğru olarak öngöremediklerinden dolayı, bu modellerin nanoakışkanların hidrodinamik çözümlerindeki doğruluklarını arttırmak için, yeni bir dağılım viskozite modeli önerilmiştir. Bunlara ek olarak bu çalışmada, İki fazlı Euleryen-Euleryen ve Euleryen-Karışım modelleri incelenmiş ve modellerinin ısıl iletim katsayısını giriş bölgesinde düşük ve tam gelişmiş akış bölgesinde ise yüksek öngördüğü gözlemlenmiştir. Mevcut deneysel verinin olmadığı, ısıl iletim katsayısının ve akışın modellemesinin önemli olduğu durumlar için, hesaplama verimliliği de göz önünde bulundurularak Euleryen-Euleryen model tavsiye edilmiştir. Buna ek olarak, ilk kez Euleryen-Euleryen modelin hesaplama verimliliğinin Full Multiphase Coupled algoritması ile arttırılabilineceği gösterilmiştir. Son olarak ise, Hekzagonal Boron Nitrat?su nanoakışkanı incelenmiş ve sonuçları Al2O3-su nanoakışkanı ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar göstermektedir ki, iki fazlı modeller için granüler olmayan akış varsayımının geçerliliği yüksek ısıl iletkenliğe sahip parçacıklar için sorgulanabilir.
Özet (Çeviri)
Macroscopic modeling of nanofluids is necessary for design and analysis of equipment that rely on nanofluids. For the moment, there is no study that covers recent state-of-the-art nanofluid models, and compares their accuracy and computational efficiency. Single and two phase models have been investigated for the characterization of laminar forced convection of Al2O3-water nanofluid in a circular tube. Single-phase thermal dispersion model that uses velocity gradient, is found to be the most accurate single-phase model in prediction of convective heat transfer coefficient. Since, single-phase models fail in predicting pressure drop and friction factor, a new dispersion viscosity model is introduced for a better representation of effective nanofluid viscosity. In the study, Eulerian-Eulerian and Eulerian-Mixture models are also studied and it is found that they are under and over predicting heat transfer coefficient at entry and fully developed regions, respectively. Considering its computational efficiency, Eulerian-Eulerian model is recommended for applications without calibration data, and if prediction of both heat transfer and pressure drop is important. For the first time, it is shown that the computational cost of Eulerian-Eulerian model can be reduced by the use of Full Multiphase Coupling algorithm. In the study, hexagonal boron nitride-water nanofluid is also studied, and results are compared with Al2O3-water nanofluid. Results indicate that non-granular assumption for two-phase models is questionable for highly thermally conductive particles.
Benzer Tezler
- Design and fabrication of magnetically actuated cell sorter
Manyetik olarak kontrol edilebilen hücre siniflandirici tasarimi ve üretimi
MERVE GÜLLE
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN
- Morphological evaluation of 1-site polycrystalline models
1-komşulu poli-kristal modellerinin morfolojik değerlendirilmesi
MUSTAFA ŞENGÖR
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CAHİT CAN AYDINER
- Dikey dalan sıvı jeti için farklı jet çıkış geometrilerinin havalandırma miktarına etkisinin sayısal olarak incelenmesi
Investigation of the different nozzle geometries for vertical plunging water jet air entrainment with numerical methods
BURAK ALP KARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
DR. ZAFER GEMİCİ
- Crystal plasticity analysis of severe plastic deformation processes
Şiddetli plastik deformasyon süreçlerinin kristal plastisite analizi
ÜLKE ŞİMŞEK
Doktora
İngilizce
2024
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUNCAY YALÇINKAYA
- The effects of design parameters on the strength of adhesively bonded single lap joints
Tasarım parametrelerinin tek tesirli yapıştırma bağlantılarının dayanımına etkileri
TİMUR SOĞANCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
ÖĞR. GÖR. SÜREYYA ERGÜN BOZDAĞ