Geri Dön

Heat transfer performance of double pipe heat exchanger using Al₂O₃/water and TiO₂/water nanofluids

Al₂O₃/su ve TiO₂/su nanoakışkanlarının kullanıldığı çift borulu ısı eşanjörünün ısı aktarım performansı

  1. Tez No: 486711
  2. Yazar: MOHANAD NAZAR GHAZAL AL-SAMMARRAIE
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MOHAMED ELMNEFI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Çift borulu ısı eşanjörü (DPHE), Al₂O₃/su ve TiO₂/su Nanoakışkanları, Nusselt Sayısı, Isı Aktarım Katsayısı, Genel Isı Aktarım Katsayısı, Double pipe heat exchanger (DPHE), Al₂O₃/water and TiO₂/water Nanofluids, Nusselt Number, Heat Transfer Coefficient, Overall Heat Transfer Coefficient
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Türk Hava Kurumu Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 100

Özet

Modern ısı aktarımı bilimi, en iyi sonuçları elde etmek adına ısı aktarım metotlarını geliştirerek daha küçük ve daha etkili cihazları kullanmayı maksat edinmektedir. Çift borulu ısı eşanjörü (DPHE), muhtelif endüstriyel alanlarda kullanılan en önemli ısı eşanjörlerinden biri olarak ele alınmaktadır. Bu türdeki ısı eşanjörlerinin verimliliğini artırmak amacıyla birçok araştırmacı farklı ısı aktarım tekniklerini önermiş bulunmaktadır. Bu tekniklerden biri de; ana akışkanı, daha iyi bir ısı spesifikasyonlarına sahip olan nanoakışkanlar olarak adlandırılan başka bir tür akışkan ile değiştirmektir. Bu çalışmanın esas amacı, türbülanslı akım altında yatay ters akışlı çift borulu ısı eşanjörünün performansındaki bir ana akışkanı olarak deiyonize suya Al₂O₃ ve TiO₂ nanopartiküllerinin etkisinin deneysel olarak araştırılmasıdır. Test donanımı, bir sıcak sıvı kavisinden, soğuk su kavisinden ve 0.8 uzunluklu çift borulu ısı eşanjörünün test kısmından meydana gelmektedir. İç boru, 16 mm çaplı sahip bir bakırdan imal edilmiştir. Dış boru, 36 mm çaplı demirden imal edilmiştir. Sıcak su, dış boru üzerinden ve soğuk su (nanoakışkanlar) da iç boru üzerinden akar. Soğuk kavis (nanoakışkanlar) ve sıcak kavis (saf su)'deki sabit akış oranında (7 LPM) mevcut nanoakışkan hacmi konsantrasyonları (% 0.1, 0.2 ve 0.3) altında ciddi akış oranı aralıkları (2.5, 3, 3.5, 4 ve 4.5 LPM) altında birkaç deney gerçekleştirilmiştir. TiO₂/su, saf su ve Al₂O₃/suyun deneysel sonuçlarını kıyasladığımızda; Nusselt sayısı, Reynolds sayısı, ısı aktarım katsayısı ve genel ısı aktarımı katsayısı değerlerinin, kütle akış oranının arttığında artmış olduğu ve hatta bunların nanoakışkanların (% 0.1, 0.2 ve 0.3)'lik bir hacim artışıyla direkt olarak artmış olduğunu gözlemleyebilmekteyiz. Sonuç olarak; yukarıda belirtilen özelliklerin tüm değerlerinin, sırasıyla Al₂O₃/sudaki (distile su) nanoakışkanlarında, TiO₂/sudaki (distile su) nanoakışkanları ve sudan daha iyi olduğu tanımlanmıştır.

Özet (Çeviri)

The modern heat transfer science ends to use small and more effective devices by developing heat transfer methods/ in order to get best results. Double pipe heat exchanger (DPHE) is considered to be one of the most important types of exchangers of heat which was used in various industrial fields. In order to increase the efficiency of such heat exchangers, many researchers have proposed different heat transfer techniques. One of these techniques is replacing the base fluid with another kind of fluid which has better heat specifications, called the nanofluids. The main aim of this study is to investigate experimentally the effect of adding Al₂O₃ and TiO₂ nanoparticles to deionized water as a base fluid on the horizontal counter flow double pipe heat exchanger's performance under turbulent flow conditions. The test rig consists of a hot liquid loop, cold liquid loop and the test section of double pipe heat exchanger with 0.8m length. The inner tube is made out of copper with a diameter of 16mm. The outer tube is made of iron with a diameter of 36mm. The hot water flows through the outer tube and the cold liquid (nanofluids) flow through the inner tube. Several experiments were conducted under current nanofluid volume concentrations (0.1, 0.2 and 0.3%) and under several flow rate ranges (2.5, 3, 3.5, 4 and 4.5 LPM) at the cold loop (nanofluids) and constant flow rate at (7 LPM) at the hot loop (pure water). When comparing the experimental results of TiO₂/water, pure water, and Al₂O₃/water, we can observe, that the values of Nusselt number, Reynolds number, heat transfer coefficient and the overall heat transfer coefficient were increased when the rate of mass flow was increased, furthermore, they were increased directly with an increase of volume concentration (0.1, 0.2 and 0.3%) of nanofluids. Finally, it was declared that all the values of the properties which were mentioned in above were better in Al₂O₃/water (distilled water) nanofluids than in TiO₂/water (distilled water) nanofluids and water, respectively.

Benzer Tezler

  1. Investigation of the effect of nanofluid flow on heat transfer in double pipe heat exchangers

    Çift borulu ısı değiştiricilerinde nano akışkan akışının ısı transferine etkisinin incelenmesi

    MOHAMMED FLAYYIH HASAN HASAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Mühendislik BilimleriKırşehir Ahi Evran Üniversitesi

    Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MERDİN DANIŞMAZ

    DR. BASSİM MOHAMMED MAJEL AL-KATIB

  2. Investigation of heat transfer enhancement of a circular tube fitted with a wire coil around a wire coil

    Bir sarmal tel etrafında sarmal tel içeren borunun ısı transferi iyileştirmesinin incelenmesi

    ALI SALAH SALMAN GHRAIRI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Makine MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. FUAT YILMAZ

  3. Numerical analysis on effect of fin shape on double pipe heat exchangers

    Çift borulu ısı değiştiricisinde kanatçık şeklinin verim üzerindeki etkisinin sayısal analizi

    ALI MAHMOOD MOHAMMED MOHAMMED

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Makine MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KAMİL ARSLAN

  4. Entropy generation minimization for different types of heat exchangers using nanofluids

    Nanoakışkanlar kullanarak farklı tip ısı değiştiricileri için entropi üretiminin minimizasyonu

    MUSAAB ABDULRAHMAN HUWAISH

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    EnerjiBolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ KADİR GELİŞ