Geri Dön

Experimental characterization of thermophysical properties and convective heat transfer behavior of hexagonal boron nitride nanofluids

Hekzagonal bor nitrür nanoakışkanlarının termofiziksel özelliklerinin ve taşınım ısı transferi karakteristiklerinin deneysel olarak incelenmesi

  1. Tez No: 459401
  2. Yazar: BEYBİN İLHAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKAN ERTÜRK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Isı-Akışkan Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 84

Özet

Hekzagonal bor nitrür (hBN), yüksek ısıl iletim katsayısı ve üstün kimyasal inertlik gibi çok yönlü özellikleri olan, yüksek seviyede kararlı ve yalıtkan bir seramik malzemedir. Bu çalışmada hBN nanparçacıkları içeren iyondan arındırılmış su, etilen glikol (EG) ve EG-su (%50 hacimsel oran) baz sıvılı nanoakışkanların, hazırlanması, kararlılığı, termofiziksel özellikleri ve taşınım ısı transferi karakteristikleri deneysel olarak incelenmiştir. Bu sebeple, hBN nanoparçacıkları içeren kararlı nanoakışkanlar 2 adımlı üretim yöntemiyle üretilmiştir. Nanoakışkanların kararlılığı, zamana bağlı Zeta Potansiyel ve ısıl iletkenlik ölçümleri ile niceliksel olarak belirlenmiştir. Morfolojik karakterizasyon ise çevresel tarayan elektron mikroskobu (ESEM) ve zamana bağlı, tarayan elektron mikroskobu (TEM) ile tamamlanmıştır. %0.03 ile %3 arasında hacimsel konsantrasyonlu nanoakışkanların ısıl iletkenlik katsayısı artırımları, vizkozite değişimleri ile koordine olarak gözlemlenmiştir. hBN nanoakışkanlarının taşınım ısı transferi özellikleri, ısısal olarak gelişen katmanlı akışlarda, hacimsel oranı %0.1 ile %1 arasında değişen hBN-su nanoakışkanları, 800 ile 1700 Re arasındaki boru içi zorlanan akışlarda incelenmiştir. hBN nanoakışkanlarının, dikkat çekici ölçüde yüksek ısıl iletkenlik katsayısına sahip oldukları gözlemlenmiş olup, ayrıca, hBN-su nanoakışkanları, görece düşük konsantrasyonlarda bile, vizkozite değerlerindeki artışa kıyasla, önemli ölçüde artışı ısıl iletkenlik katsayısında göstermiştir. Taşınım ile ısı transferi özellikleri bakımından hBN-su nanoakışkanları, ısıl iletkenlik artışına parallel bir artış göstermiştir. Bu yüzden Nusselt sayısında normalin dışında bir artış görülmemiş olup, elde edilen bulgular katmanlı akışlar için standart sayılan ısıl yönden gelişen akış korelasyonlarından elde edilen sonuçlar ile uyumludur.

Özet (Çeviri)

Hexagonal boron nitride (hBN) is a highly stable dielectric ceramic material that exhibits versatile properties such as, exceptionally high thermal conductivity and good chemical inertness. In this study, preparation, stability and thermophysical properties and convective heat transfer characteristics of hBN containing DI water, ethylene glycol (EG) and EG-DI water mixture (by volume 50%) based nanofluids are experimentally investigated. Well dispersed, stable nanofluids, containing hBN nanoparticles are produced with a two-step method. The stability is evaluated by quantitative methods such as, time dependent Zeta Potential, and thermal conductivity measurements. Morphological characterization is completed by qualitative methods such as, ESEM (Environmental Scanning Electron Microscopy) and TEM (Transmission Electron Microscopy). The thermal conductivity enhancement of nanofluids (vol. conc. range: 0.03-3%), is investigated in accordance with increase in viscosity. Thermally developing laminar forced convection of hBN-water nanofluids with a particle volume concentration range of 0.1-1% are considered for a Re range of 800-1700. It is observed that the hBN nanofluids have remarkably higher thermal conductivity values than their corresponding base fluids. Moreover, hBN-water nanofluids with relatively dilute particle suspensions, exhibit significant increase in thermal conductivity with respect to the viscosity increase. For the case of convective heat transfer behavior, the enhancement in the convective heat transfer coefficient of nanofluids is proportional to the observed thermal conductivity enhancement. Therefore, there is no abnormal enhancement in the measured Nusselt number, and measured values are in good agreement with predictions by standard laminar thermally developing flow correlations.

Benzer Tezler

  1. Experimental investigation on nanofluids with and without the effects of external magnetic field

    Nanoakışkanların dış manyetik alan etkisinde ve haricinde deneysel olarak incelenmesi

    ALPER ELKATMIŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Fizik ve Fizik MühendisliğiYeditepe Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NECDET ASLAN

  2. Investigation of photothermal radiometry method for thermal characterization of polymer composites

    Polimer kompozitlerin ısıl karakterizasyonu için fototermal radyometri yönteminin incelenmesi

    HALİL DOĞACAN KOCA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Mühendislik BilimleriDokuz Eylül Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPASLAN TURGUT

  3. Atık trafo yağı, atık bitkisel yağlardan üretilen biyodizel ile dizel karışımlarının karakterizasyonu , motor performans ve emisyonlarının sıkıştırma ile ateşlemeli bir motorda deneysel olarak incelenmesi

    Waste transformer oil, characterization of biodiesel produced from waste vegetable oils and diesel blends, experimental investigation of engine performance and emissions in a compression ignition engine

    MUHAMMET BÜYÜKOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Makine MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ İLHAN VOLKAN ÖNER

  4. Characterization of SAE 52100 bearing steel for finite element simulation of through-hardening process

    Sertleştirme ısıl işleminin sonlu elemanlar yöntemi ile benzetimi için SAE 52100 rulman çeliğinin karakterizasyonu

    OZAN MÜŞTAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CEMİL HAKAN GÜR

    YRD. DOÇ. DR. CANER ŞİMŞİR