Numerical and experimental studies on multi-phase flows in microchannels
Mikrokanallardaki çok fazlı akış üzerine sayısal ve deneysel çalışmalar
- Tez No: 418630
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ KOŞAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 148
Özet
Mikrokanallar mikrosistemlerin soğutulmasında anahtar unsurlardan biri olarak kabul edilmektedir. Mikrokanalların birçok avantajına karşılık, içerisindeki çok fazlı akışlarda temel hidrodinamik ve ısı transferi mekanizmaları tatmin edici düzeyde anlaşılamamıştır. Bundan duyulan motivasyonla bu tezde sayısal ve deneysel yöntemlerle faz değiştirme mekanizmalarının anlaşılması amaçlanmıştır. İlk çalışmada mikrotüp içerisinde bulunan aluminyum/su nanoakışkanların taşınımlı ısı transferi sayısal olarak ele alınmıştır. Nano-parçacık boyutu ve konsantrasyonunun taşınımlı ısı transferi üzerindeki etkileri üzerinde durulmuştur. Daha sonra, çok katmanlı karbon nanotüp içeren nanoakışkanların taşınımlı ısı transferi ele alınmıştır. Çok katmanlı karbon nanotüplerin konsantrasyonunun termal performansa etkileri de işlenmiştir. İkinci çalışmada, mikrotüpteki yüksek kütle akışlı ve doymamış koşullarda akış kaynaması araştırılmıştır. Hem deneysel hem de sayısal yaklaşımlarla mikro boyutta yüksek kütle akışlı kaynama ısı transferi incelenmiştir. Kütle akış hızı, ısı akısı ve buhar kalitesinin fonksiyonu olarak ısı transferi katsayıları elde edilmiştir. Üçüncü çalışmada, dikdörtgen mikrokanaldaki akış kaynamasında yüzey ıslatılabilirliği ve pürüzlülüğünün etkisi sunulmuştur. Mikro ve nano yapılı ve nano kaplamalı yüzeyler kanal içerisine entegre edilip, yüzey özelliklerinin ve yapısının akışa, baloncuk olması ve yüzeyden kopması ile birlikte kaynama ısı transferine etkileri araştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Microchannels are considered as one of the key elements in thermal management of microsystems. Despite the advantages of the microchannels, understanding of the fundamental hydrodynamic and thermal transport mechanisms in multiphase flows in them is far from satisfactory. Therefore, in this thesis using numerical and experimental approaches, it is aimed to focus on the understanding of phase change phenomena in order to be able to make use of them. In the first study, convective heat transfer of alumina/water nanofluids in a microtube is presented using a numerical approach. The effects of nano-particle size and concentration on convective heat transfer are studied. Next, the effect of MWCNTs (multi-wall carbon nanotubes) on convective heat transfer was experimentally studied. The effect of MWCNT concentration on thermal performance is presented. In the second study, high mass flux subcooled flow boiling of water in microtubes is investigated. Both experimental and numerical approaches are implemented to investigate high mass flux flow boiling in micro scale. Heat transfer coefficients are obtained as a function of mass flow rate, heat flux, and vapor quality. In the third study, the effects of surface wettability and roughness on flow boiling in a rectangular microchannel are presented. Micro and nano-structured and nano-coated surfaces are integrated into the channel to investigate the effect of surface characteristics on flow map, bubble formation and release and boiling heat transfer.
Benzer Tezler
- Heat and fluid flow in microscale from micro and nano structured surfaces
Mikro ve nano yapılı yüzeylerden mikro boyutta ısı ve sıvı akışı
TÜRKER İZCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KOŞAR
- Havuz kaynaması sırasında kabarcık oluşumunun sayısal yöntemle incelenmesi
Numerical study of bubble growth during nucleate pool boiling
MERT TÜRKELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSMAİL YALÇIN URALCAN
- Experimental and numerical investigation of carbon dioxide sequestration in deep saline aquifers
Derin tuzlu su formasyonlarında karbon dioksit tecridinin deneysel ve sayısal olarak araştırılması
ÖMER İZGEÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Petrol ve Doğal Gaz MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİROL DEMİRAL
DOÇ. DR. SERHAT AKIN
- Girdaplı akışların geometrik ve çalışma parametreleri altında incelenmesi
Analysis of confined swirling flows under geometrical and operational parameters
FUAT KAYA
Doktora
Türkçe
2009
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. İRFAN KARAGÖZ
- Koruge yüzeyli düz esnek metal hortumlarda basınç düşümü ve ısı transferinin araştırılması
Investigation of pressure drop and heat transfer in straight flexible metal hoses with corrugated surface
ZEYNEP MERVE ALPARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GÜNEŞ