Experimental investigation of nanofluid behavior in microchannels
Mikrokanallarda nanoakışkan davranışının deneysel incelenmesi
- Tez No: 442099
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HANİFE TUBA OKUTUCU ÖZYURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 133
Özet
Bu çalışmada nanoakışkanların bakır mikrokanallardaki termal ve hidrodinamik performansı incelenmiştir. Deneyler, iyondan arındırılmış suyun içinde süspansiyon halinde bulunan küresel altın nanoparçacıklar ve gümüş nanoteller ile sabit ısı akısında gerçekleştirilmiştir. Yüzey aktif madde olarak da Polyvinylpyrrolidone (PVP) kullanılmıştır. Altın nanoakışkan ile yapılan deneylerde, parçacık boyutunun (10, 50, 100 nm), hacim bazlı konsantrasyonun (0.00064% - 0.0052%) ve akış hızının (100-140 μL/min) nanoakışkan performansındaki etkisi 70 μm×50 μm'lik dikdörtgen mikrokanalda incelenmiştir. Gümüş nanoakışkan deneylerinde, 200 μm×50 μm, 100 μm×50 μm ve 70 μm×50 μm kesit alanine sahip kanallar kullanılmıştır. Yüzey aktif maddenin etkisini incelemek için deneyler deiyonize su ve PVP – deiyonize su çözeltisi ile tekrarlanmıştır. İncelenen durumlar arasında, gümüş nanoakışkanın en iyi termal performansı göstermiştir. Hem gümüş nanoakışkanlar hemde altın nanoakışkanların PVP - deiyonize su çözeltisinden daha yüksek taşınımlı ısı aktarım katsayısına sahip olduğu, fakat altın nanoakışkanın bazı durumlarda deiyonized sudan daha iyi termal performans gösterdiği gözlenmiştir. Nanokakışkanların stabilizasyonu da gözlenmiştir. Bu çalışma yüzey aktif maddenin nanoakışkanın stabilizasyonunda, ve de termal ve hidrodinamik performansındaki etkisini incelemesi ile literature katkıda bulunmuştur. Gümüş nanoteller mikrokanal ısı alıcılarında ilk defa kullanılmıştır. Sonuçlara göre yüzey aktif maddeler nanoakışkanlar tarafından uzaklaştırılan ısı miktarında önemli bir düşüşe sebep olabileceğini göstermiştir. Altın ve gümüş nanoakışkanlarda uzun süreli stabilizasyon başarılmıştır. Parçacık boyutu ve akış hızının termal performansı etkileyen en önemli iki faktördür. Gümüş nanoteller içeren nanoakışkanların mikrokanal soğutma uygulamalarında gelecek vaadettiği kanıtlanmıştır
Özet (Çeviri)
The present study investigates thermal and hydrodynamic performance of nanofluids in copper microchannels. Experiments are performed using spherical gold nanoparticles, and silver nanowires suspended in deionized (DI) water under constant heat flux condition. Polyvinylpyrrolidone (PVP) is used as the surfactant. In gold nanofluid experiments, effects of nanoparticle size (10, 50 and 100 nm), volumetric concentration (0.00064% - 0.0052%) and flow rate (100-140 μL/min) on the nanofluid performance are investigated in 70 μm×50 μm rectangular microchannels. In silver nanofluid experiments, microchannels of 200 μm×50 μm, 100 μm×50 μm and 70 μm×50 μm cross-sectional area are used. To investigate the surfactant effect, experiments are repeated with DI water, and a PVP – DI water solution. Among the investigated cases, the silver nanofluid showed the best thermal performance. Both silver and gold nanofluids yielded higher convective heat transfer coefficient than PVP – DI water solution, however the golf nanofluid occasionally showed better thermal performance compared to DI water. Nanofluid stability is also observed. This study contributes to the literature by considering the surfactant effect on stability, as well as thermal and hydrodynamic performance of nanofluids. Silver nanowires are experimented for the first time in the literature in microchannel heat sinks. Results indicated that surfactants may significantly lower the heat removal by nanofluids. A long term stability is achieved for both gold and silver nanofluids. The particle size and the flow rate are two very important parameters that affect thermal performance. The nanofluid with silver nanowires is proved to be promising in microchannel cooling applications.
Benzer Tezler
- Karbon tabanlı nanoakışkanların hava soğutmalı çapraz akışlı mikrokanallı ısı değiştiricisindeki ısı aktarım performanslarının deneysel incelenmesi.
Experimental investigation of heat transfer performance of carbon based nanofluids in air cooled cross flow microchannel heat exchanger
ÖZGE ÖSTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KERİM YAPICI
- Newton kuralına uymayan akışkanların mikrokanal ısı değiştiricisindeki ısı aktarım performanslarının deneysel incelenmesi
An experimental investigation of heat transfer performance of non-Newtonian fluids through microchannel heat exchanger
AYSU AYDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Kimya MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KERİM YAPICI
- Farklı sıcaklıklardaki paralel jet akışlarında nanoakışkan ve dönel akışın akış ve ısıl karışım davranışlarının sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Numerical and experimental investigation of flow and thermal mixing behaviors of nanofluid and swirling flow in parallel jet flows at different temperatures
MUHAMMED GÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN FEHMİ ÖZTOP
- Güneş enerjili helisel sargılı ısıl güneş kolektörünün performansının nanoakışkan kullanarak deneysel incelenmesi
Experimental investigation of the performance of a solar helicolic winding thermal collector using nanofluidics
EBRU ŞATAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİL İBRAHİM VARİYENLİ
- Experimental investigation of thermal and rheological behavior of hexagonal boron nitride nanofluids
Hekzagonal bor nitrür nanoakışkanlarının ısıl ve reolojik özelliklerinin deneysel olarak araştırılması
MELİKE KURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
KimyaBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ERTÜRK
DOÇ. DR. SALİM KUNT ATALIK