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
- Tez No: 406218
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. FUAT YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: nano akışkan, ısı transferi, iyiltireşme, bükülmüş şerit, Reynolds sayısı, Nusselt sayısı, sürtünme faktörü, nanofluid, heat transfer, enhancement, twisted tapes, Reynolds number, Nusselt number, friction factor
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 112
Özet
Bu çalışmada iki metal oksit nanoakışkan (γAl2O3-damıtılmış su ve CuO- damıtılmış su) kullanılarak bükülmüş şerit içeren yatay, dairesel boru içerisindeki ısı transfer iyileştirmesinin sayısal araştırılması sunulmuştur. Büküm oranı dört olan tipik ve saat yönü ile saat yönü tersine bükülmüş şerit kombinasyonundan oluşan iki çeşit bükülmüş şerit eleman kullanılmıştır. Çalışmada, % 0, 1, 2, ve 3 hacimsel konsantrasyonlara sahip nanoakışkanlar, türbülans akımda, 5000-20000 Reynolds rakamı aralığında ve 2000 W/m2 üniform ısı akışı şartları altında analiz edilmiştir. Sayısal analiz çalışmalarının tamamı sayısal modelleme amaçlı bir ticari paket programı olan ANSYS FLUENT kullanılarak yapılmıştır. Reynolds sayısının, nano akışkan tipinin ve hacimsel konsantrasyonunun; ısı transferi iyileşimi, Nusselt sayısı, hız profili ve sürtünme kayıpları üzerine etkileri çalışılmıştır. Saf su kullanılan model akış şartlarında, ısı transferindeki maksimum iyileşme, Nusselt sayısı oranı ele alındığında 1.859 olarak 5000 Reynolds sayısında ve saat yönü ile saat yönü tersine bükülmüş şerit kombinasyonundan oluşan eleman için bulunmuştur. Nusselt sayısı oranı cinsinden ısı transferindeki maksimum iyileşme CuO- damıtılmış su nano akışkanı için 3.6 ve Al2O3-damıtılmış su nano akışkanı için 3.2 olarak bulunmuştur. Bu degerler %3 hacimsel konsantrasyonda ve düşük Reynolds sayısında (5000 civarında) saat yönü ile saat yönü tersine bükülmüş şerit kombinasyonundan oluşan eleman için elde edilmiştir. Sürtünme faktörü oranındaki artış genellikle düşük Reynolds sayısında, yüksek Reynolds sayısına göre daha belirgindir. Sürtünme faktörü oranındaki artış CuO- damıtılmış su nano akışkanı için 6.4 ve Al2O3-damıtılmış su nano akışkanı için 6.1 olarak bulunmuştur. Bu değerler, maksimum ısı transferi geliştirme durumu için saat yönü ile saat yönü tersine bükülmüş şerit kombinasyonundan oluşan eleman için elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This work presents a numerical study to investigate the heat transfer enhancement in a horizontal circular tube using two metal oxide nanofluids (γAl2O3-distilled water and CuO-distilled water) with a twisted tape. Typical and clockwise-counter clockwise twisted tapes were used with a twist ratio 4. The studied concentrations of nanofluids are 0, 1, 2, and 3% by volume under fully developed turbulent flow in the Reynolds number range of 5000 to 20000 with uniform heat flux 2000 W/m2. Throughout the whole numerical analysis procedure, it is made by using of the commercial software package ANSYS FLUENT. The effect of Reynolds number, concentration of nanofluid and nanofluid types on the heat transfer enhancement, average Nusselt number, velocity profile and frictional loss were studied. The maximum enhancement in the heat transfer under the model flow conditions is found when Nusselt number ratio is equal to 1.859, which occurs in the clockwise-counter clockwise twisted tape model without nanofluid for Reynolds number of around 5000. The maximum of heat transfer enhancement in terms of Nusselt number ratio are 3.6 for CuO-water nanofluid and 3.2 for Al2O3-water nanofluid. These values occur at 3 % concentration and the low Reynolds number (nearly 5000) for the clockwise-counter clockwise twisted tape. The increase in the friction factor ratio is generally more pronounced at low Reynolds number than high Reynolds number. The maximum increase in the friction factor ratio for CuO-water nanofluid is 6.4 and for Al2O3-water nanofluid, is 6.1. These values occur at the maximum heat transfer enhancement condition for the clockwise-counter clockwise twisted tape.
Benzer Tezler
- Numerical investigation of heat transfer by natural convection from perforated rectangular fin heatsi̇nks for various inclination angles
Farklı eğim açılarında delikli dikdörtgen kanatlı ısı alıcılardan doğal taşınım ile ısı transferinin sayısal yöntemler ile incelenmesi
HALİL KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MERT GÜR
- Numerical investigation of incompressible flow in grooved channels-heat transfer enhancement by self sustained oscillations
Oyuklu kanallarda sıkıştırılamaz akışın nümerik olarak incelenmesi-kendi kendini devam ettiren salınımlarla ısı transferinin arttırılması
AKİF TÜRKER GÜRER
Doktora
İngilizce
2004
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAFİT YÜNCÜ
- Farklı geometrilerdeki boru içi türbülatörlerin ısıl-hidrolik performansa olan etkilerinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the effects of different turbulator geometries in pipe on thermal-hydraulic performance
GÖKHAN GÜRLEK
- Boru içerisine yerleştirilen farklı tip türbülatörlerin ısıl performans karakteristiklerinin sayısal ve deneysel incelenmesi
Numerical and experimental investigation of the thermal performance characteristics of different types of turbulators placed in the pipe
TAHA TUNA GÖKSU
Doktora
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RASİM BEHÇET
DOÇ. DR. İBRAHİM HALİL YILMAZ
- İçerisine üçgen iç elemanlar yerleştirilmiş kanalda ısı transferi ve akış karakteristiklerinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of heat transfer and flow characteristics in a channel equipped with triangular inner elements
EYÜPHAN MANAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VEYSEL ÖZCEYHAN