Nanoakışkanlı düzlemsel güneş kollektörlerinde ısı transferinin sayısal analizi
Numerical analysis of heat transfer in flat-plate solar collector with nanofluids
- Tez No: 346315
- Danışmanlar: PROF. DR. YUNUS ÇERÇİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Düzlemsel Güneş Kollektörü, Nanoakışkan, Sonlu Hacimler Metodu, Karışık Taşınım, Zorlanmış Taşınım, Doğal Taşınım Etkileri, Flat-Plate Solar Collector, Nanofluid, Finite Volume Method, Mixed Convection, Forced Convection, Natural Convection Effects
- Yıl: 2013
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Celal Bayar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 136
Özet
Akışkan olarak su bazlı nanoakışkanların kullanıldığı tipik bir düzlemsel güneş kollektöründe ısı transferinin sayısal analizi yapılmıştır. % 1 ve % 5 hacimsel oranlarında Al2O3 ile Cu nanopartiküllerini içeren su bazlı nanoakışkanların ısı transferi üzerine etkileri incelenmiştir. Farklı ısı akıları, farklı Reynolds sayıları ve farklı kollektör açıları için analizler yapılmıştır. Düzlemsel güneş kollektörünün geometrisi basitleştirilmiştir ve akışkan taşıyan bir boru ile bir yutucu plakanın simetrisi matematiksel olarak modellenmiştir. Matematiksel modelimiz geçmişte yapılan benzer çalışmalar ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Uygun ağ yapısını belirleyebilmek için ağ analizi yapılmıştır. Sayısal çözümler FLUENT programı aracılığıyla sonlu hacimler metodu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analizlerde akışkan ile çevresi arasındaki ısı transferi iki farklı taşınım durumu için incelenmiştir. Bunlardan birisi karışık taşınım diğeri de zorlanmış taşınımdır. Karışık taşınım da zorlanmış taşınım ve doğal taşınım etkileri birlikte görülmektedir. Nanoakışkanlar su ile karşılaştırıldığında ısı transferinde yaklaşık % 1 ile % 8 arasında değişen artışlar görülmüştür. Doğal taşınımın etkilerini görebilmek için karışık taşınım ile zorlanmış taşınım sonuçları karşılaştırılmıştır. Doğal taşınım etkilerinin ihmal edilemeyecek kadar önemli olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Heat transfer aspects of a typical flat-plate solar collector utilizing water-based nanofluids as the working fluid were analyzed numerically. Water-based nanofluids of various compositions containing metallic Al2O3 and Cu nanoparticles with volume fractions ranging from 1% to 5% were examined, and the effects of the nanofluids on the heat transfer were quantified. Relevant parameters such as the heat flux, the Reynolds number, and the collector tilt angle were calculated and compared to each other at different boundary conditions. The flat-plat solar collector geometry was simplified, and only a fluid carrying pipe with an absorber surface was chosen as a numerical model with a particular attention to symmetry, instead of taking the entire collector geometry. The numerical model was controlled and confirmed by applying it to similar studies existing in the pertinent literature. All numerical solutions were carried out by using a commercial finite volume software package called ANSYS Fluent. Two schemes of the heat transfer taking place between the fluid and the surrounding surface were employed in the analysis. One is the mixed convection and the other is the forced convection. Both convection schemes were performed under the same boundary conditions to better understand the effects of the convection. The results show that the nanofluids increase the heat transfer rate ranging from 1% to 8%, when compared to water as a working fluid. The mixed convection was compared to the forced convection to understand the effects of the natural convection. It can be seen from the results that the natural convection effects are too important to be neglected.
Benzer Tezler
- Düzlemsel güneş kollektörlerinde TiO2-su nanoakışkanı kullanılarak ısıl verimin etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the effects of using TiO2-water nanofluids an thermal efficiency in a flat plate solar collectors
MEHMET KEMAL IŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiBatman ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. NEŞE BUDAK ZİYADANOĞULLARI
- Isı borulu güneş kollektörlerinde nano akışkanların performans üzerine etkileri
Effect of nanofluids on performance in heat pipe solar collectors
SİNAN ÜNVAR
Doktora
Türkçe
2020
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN MENLİK
- Düzlemsel güneş kollektörlerinde seryum oksit – su ve çinko oksit-su nanoakışkanları kullanımının ısıl verime etkisinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental investigation of the effects of using ceryum oxide –water (CeO2-Water) and zinc oxide-water (ZnO-Water) nanofluids on thermal efficiency in a flat plate solar collectors
SÜLEYMAN PERÇİN
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiBatman ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NEŞE BUDAK ZİYADANOĞULLARI
- Güneş kollektörlerinde nanoakışkan kullanımının ısıl verime etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the effect of thermal efficiency by using nanofluid in solar collectors
NEŞE BUDAK
Doktora
Türkçe
2016
EnerjiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HALİT LÜTFİ YÜCEL
- Thermal performance analysis of flat-plate solar collector using nanofluid
Nanoakışkanlı düzlemsel güneş kollektörünün ısıl performans analizi
ZAFER YAVUZ AKSÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
EnerjiAydın Adnan Menderes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL BÖĞREKCİ