Geri Dön

Convective heat transfer to non-newtonian fluids

Newtonyen olmayan akışkanların taşınımlı ısı transferi

  1. Tez No: 418672
  2. Yazar: MOSTAFA SHOJAEIAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ KOŞAR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 130

Özet

Bu tezde, hidrodinamik ve termal açıdan tam gelişmiş Newtonyen olmayan akışkanların, piston akışı şeklinde (plug flow), paralel iki düzlem plaka arasından ve dairesel mikrokanallardan geçirilmesinin pertürbasyon metoduyla analitik olarak çözümü icra edilmiştir. Sınır koşulları olarak sabit ısı akısı ve kayma sınır koşulu kullanılmıştır. Viskoz yayılmaya ek olarak, viskozite ve termal iletkenlik gibi sıcaklığa bağlı olan özellikler göz önünde bulundurulmasının yanı sıra lineer olmayan kayma koşulu dikkate alınmıştır. Hız, sıcaklık ve sabit özellikli Nusselt sayısı kapalı form ifadeleri elde edilmiştir. Daha sonra, nümerik olarak Nusselt sayısı, sıcaklığa bağlı termofiziksel özellikler ile ilişkili şekliyle bulunmuştur. Analitik sonuçları doğrulamak için nümerik simülasyonlar da yapılmıştır. Sonuçlar, özellik değişimlerinin ve kayma koşulunun önemli ölçüde termo-akışkan özelliklerini etkilemiş olduğunu göstermektedir. İkinci termodinamik yasa analizi, sabit ve değişken özellikler için de ayrı ayrı incelenmiştir. Buna ek olarak, polimerik solüsyonların (Su bazlı Xanthan Gum solüsyonları) çekirdekli havuz kaynaması deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler, Xantham gum tozunun farklı miktarlarda de-iyonize su içerisinde çözünmesiyle gerçekleştirilmiştir. Nanoakışkanlar gibi yeni jenerasyon akışkanlara göre bu solüsyonların avantajı, nanoakışkanlarda sıkça karşılaşılan partiküllerin topaklanması ve sedimantasyonu gibi problemleriyle karşılaşılmamasıdır. Sonuçlar, polimerik solüsyonların ısı transferi katsayılarının saf sudan daha düşük olduğunu ve konsantrasyonun ısı transferi üzerinde önemli bir etkisi olduğunu göstermiştir. Görüntüleme çalışmalarında, özellikle yüksek konsantrasyonlarda, ısı transferi sonuçlarını destekleyen orijinal havuz kaynama görüntüleri elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, the perturbation method was implemented to analytically solve the governing equations relevant to both hydrodynamically and thermally fully developed power-law fluid and plug flows through parallel-plates and circular microchannels under constant isoflux thermal and slip boundary condition. The temperature-dependent properties, being viscosity and thermal conductivity, were considered along with non-linear slip condition in the analysis in addition to viscous dissipation. The velocity, temperature and constant property Nusselt number closed form expressions were derived and then the Nusselt number corresponding to temperature-dependent thermophysical properties was numerically obtained due to their complexity nature. Numerical simulations were also performed for verifying the analytical results. The results indicated that the property variations and slip condition significantly affected thermo-fluid characteristics. The second law analysis was further performed for both constant and variable properties. Furthermore, an experimental study was performed on nucleate pool boiling of polymeric solutions (aqueous Xanthan gum solutions) by the dissolution of Xanthan gum powder in different amounts into deionized water. Their advantage over new generation fluids such as nanofluids is that they have no side effects such as agglomeration and sedimentation of particles, which is common for nanofluids. The results revealed that heat transfer coefficients of prepared polymeric solutions were lower than those of pure water, while concentration played a significant role in the performance of the heat transfer. In visualization studies, different pool boiling patterns were recorded particularly for high concentrations, which bolsters the heat transfer results.

Benzer Tezler

  1. The effects of polymer/surfactant additives on the flow and heat transfer around a circular cylinder in periodic vortex shedding

    Polimer/yüzey aktif madde katkısının periyodik girdap kopmasında dairesel silindir etrafı akışa ve ısı transferine etkileri

    ÇAĞLAR ŞAHİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Kimya MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SALİM KUNT ATALIK

  2. Forced convection flow and heat transfer of non-Newtonian nanofluids through a circular tube

    Newtonyen olmayan nanoakışkanların dairesel bir boru boyunca zorlanmış konveksiyon akışı ve ısı transferi

    GÖKHAN KIYAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SALİM KUNT ATALIK

  3. Tekil iplik üretim hattında soğutma sisteminin iplik üzerine olan etkisinin incelenmesi

    An investigation effects of cooling system on yarn in monofilament production line

    MERT PATKAVAK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN DEMİR

  4. Kapalı bölgede duvar hareketli akış ve doğal taşınımlı ısı geçişinin sayısal çözümü

    Numerical solution of cavity driven flow and natural convection heat transfer problem in a 2d cavity

    İNCİ ÇİLİNGİR SÜNGÜ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    MatematikOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Matematik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN DEMİR