Geri Dön

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

PDF İndir

  1. Tez No: 526932
  2. Yazar: GÖKHAN KIYAK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SALİM KUNT ATALIK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 62

Özet

Newtonyen olmayan baz akışkan ya da yüksek nanopartikül konsantrasyonu nedeni ile Newtonyen olmayan nanoakışkan durumları nümerik olarak laminer akış şartında dairesel bir boru boyunca incelenmiştir. Genel denklemler Newtonyen ve Newtonyen olmayan tek ve çift fazlı modeller kullanılarak Fluent'te çözülmüştür. Yeni Newtonyen olmayan iki fazlı modelleme metodları ilk olarak bu tezde uygulanmıştır. Granül modelli iki fazlı modelleme metodunun öngürü gücü açısından katı faz viskozitesi olmayan iki fazlı modelden daha iyi olduğu söylenebilir, çünkü bu model nanoakışkanların reolojik özellikleri üzerine daha az deney gerektirmektedir. Isı transferi ve basınç kaybı simülasyonları literatürdeki önerilen korelasyonlar ve deneysel veriler ile karşılaştırılmıştır. Isı transferi inceleme sonuçları, katı faz viskozitesi olmayan Newtonyen olmayan Eulerian modelin ısı transferi katsayısını diğer tek ve iki fazlı modellerden daha iyi tahmin ettiğini ortaya koymuştur. Basınç kaybı sonuçları Newtonyen olmayan modellerin Newtonyen olmayan nanoakışkanların basınç kaybı tahmininde Newtonyen modellerden daha iyi olduğunu göstermektedir. Tüm nümerik modelleme yöntemlerinde Reynolds sayısı arttıkça hata oranı azalmakta ve tek fazlı Newtonyen olmayan model en doğru sonuçları vermektedir. Son olarak, Newtonyen ve Newtonyen olmayan nanoakışkanların termal performansı basınç kaybı artışı ve ısı transferi artışlarının oranı açısından incelenmiştir. Termal performans, hem Newtonyen hem de Newtonyen olmayan nanoakışkanlarda Reynolds sayısı arttırıldığında ve nanopartikül konsantrasyonu azaltığında artmaktadır. Newtonyen olmayan bir nanoakışkanın çalışma sıvısı olarak kullanılması, Newtonyen akıştaki yüksek basınç düşüm oranı nedeniyle Newtonyen nanoakışkan kullanılmasından daha verimli olduğu sonucuna varılabilir.

Özet (Çeviri)

Non-Newtonian nanofluids due to either non-Newtonian base fluid or high nanoparticle concentration flow cases have been numerically investigated through a circular tube under laminar flow condition. Governing equations have been solved in Fluent by utilizing Newtonian and non-Newtonian single-phase and two-phase models. Novel non-Newtonian two-phase modeling methods have been firstly applied in the current thesis. It can be said that two-phase modeling method with Granular model is better than two-phase model without solid phase viscosity from predictive power point of view because it requires less experiments on rheological characteristics. Heat transfer and pressure drop simulations have been compared with proposed correlations and experimental data in the literature. Heat transfer investigation results revealed that non-Newtonian Eulerian model without solid phase viscosity predicts the heat transfer coefficient better than the other single and two-phase models. Pressure drop simulation results show that non-Newtonian models are better than Newtonian models at pressure drop prediction of non-Newtonian nanofluids. Error rate decreases with increasing Reynolds number for all numerical modeling methods and single-phase non-Newtonian model gives the most accurate results. Finally, thermal performance of Newtonian and non-Newtonian nanofluids have been investigated in terms of convective heat transfer coefficient enhancement to pressure drop increment ratio. Thermal performance increases with increasing Reynolds number and decreasing nanoparticle concentration for both Newtonian and non-Newtonian nanofluids. It can be concluded that using a non-Newtonian nanofluid as a working fluid is more efficient than using a Newtonian nanofluid due to high pressure drop rate of Newtonian fluid flow.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    855848

    Numerical simulation of forced convection heat transfer of non- Darcian flow within a porous medium filled in a channel with a wall containing semi-circular sections

    Gözenekli ortamla dolu yarı dairesel bölümlere sahip duvarlı bir kanalda Darsiyen olmayan akışın zorlanmış taşınımla ısı transferinin sayısal simülasyonu

    MUSAA ALGIBARA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Kimya MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FETHİ KAMIŞLI

  2. Tez No

    352001

    FEM solutions of magnetohydrodynamic and biomagnetic fluid flows in channels

    Magnetohidrodinamik ve biyomanyetik akışkan kanal akımlarının sonlu elemanlar yöntemi ile çözümü

    ÖNDER TÜRK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Bilimsel Hesaplama Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MÜNEVVER TEZER-SEZGİN

  3. Tez No

    754502

    İyonık sıvı bazlı nanoakışkanların (İyonanoakışkan) manyeik alan altındaki akış ve ısı transferi davranışlarının sayısal olarak incelenmesi

    Numerical investigation of flow and heat transfer behaviors of ionic liquid based nanofluids (Ionanofluids) under magnetic field

    ENES ŞAKİRALİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    EnerjiKarabük Üniversitesi

    Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ENGİN GEDİK

  4. Tez No

    354412

    Brownian olmayan küresel parçacıkların genel göç model eşitliklerinin türetilmesi ve nanoakışkanların karmaşık geometrilerdeki ısı geçişlerinin sayısal olarak incelenmesi

    Derivation of general migration model equations of non-brownian spherical particles and numerical analysis of heat transfer of nanofluids in complex geometries

    NEŞE ÇAKMAK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Bilim ve TeknolojiCumhuriyet Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN HÜSEYİN DURMAZUÇAR

    DOÇ. DR. KERİM YAPICI

  5. Tez No

    66437

    Nükleer yakıt soğutucu kanallarında birleşik taşınımla ısı transferinin sayıal çözümü

    Numerical solution of mixed convection heat transfer in nuclear reactor coolant channels

    GÜRKAN SERTELLER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. A. CAHİT BAYTAŞ

Geri Dön