Nano parçacık katkılı manyetohidrodinamik akışın deneysel ve sayısal incelenmesi
Experimental and numerical investigation of nanoparticles added magnetohydrodynamics flow
- Tez No: 546661
- Danışmanlar: PROF. DR. YASİN VAROL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 197
Özet
Bu tez kapsamında, laminer akış şartlarında silindirik bir boru içerisinde ve manyetik alan etkisi altında tek fazlı sıkıştırılamaz, viskoz ve elektriksel iletkenliğe sahip farklı nano akışkanların davranışı deneysel ve üç boyutlu sayısal olarak incelenmiştir. Bu amaçla, 1 Tesla manyetik alan üretebilen bir deney seti tasarlanmış ve imal edilmiştir. Ancak şebeke elektriği yüksek akımlarda çalışmaya müsait olmadığından maksimum B = 0.3T ile çalışma gerçekleştirilmiştir. Sayısal çalışma, ANSYS FLUENT 18.2 ticari yazılım programı yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Gerekli doğrulama testleri yapıldıktan sonra sayısal model belirlenmiş ve çalışmanın büyük çoğunluğu sayısal olarak yapılmıştır. Sayısal çalışmadan nano hacimsel oranları (φ), Re sayıları ve uygulanan manyetik alan şiddetleri (Ha) sırasıyla φ = 0, 0.01, 0.03, 0.05, Re = 10, 100, 500, 1000, 2000 ve Ha = 0, 25, 50, 100 olarak seçilmiştir. Nano parçacık olarak Al2O3, CuO ve TiO2 tercih edilmiştir. Deneysel olarak yapılan çalışmadan elde edilen sonuçlar, sayısal çalışmada elde edilen sonuçlar ile kıyaslanarak sayısal modelin doğruluğu test edilmiştir. Deneysel ve sayısal çalışma arasındaki karşılaştırma, %2 nano parçacık içeren akışkana B = 0.1, 0.2, 0.3T manyetik alan uygulayarak ve manyetik alanın olmadığı durum için yapılmış ve sonuçların birbiriyle uyumlu olduğu belirlenmiştir. Aynı zamanda çalışma sonuçları literatürde verilen sonuçlarla karşılaştırılmış ve sonuçların oldukça benzer olduğu tespit edilmiştir. Yapılan sayısal analizde nano akışkanların hız, basınç, yerel ve ortalama Nu grafikleri ile sıcaklık ve hız konturları kapsamlı olarak ele alınmıştır. Nano parçacığın ve özellikle uygulanan dış manyetik alan kuvvetinin nano akışkan hızını düşürdüğü, Re sayısıyla birlikte basıncı ve ısı transferini arttırdığı belirlenmiştir. En yüksek nano akışkan hızı, en yüksek basınç ve en yüksek Nu sayısı Al2O3 için elde edilmiştir. En düşük akışkan hızı ve basınç ise CuO için elde edilirken ısı transferinin CuO ve TiO2 için benzerlik göstermiştir. Re = 10 hariç bütün parametrelerde manyetik alan şiddeti ve eklenen nano parçacıklar ısı transferini arttırmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the behavior of different nano-fluids with electrical conductivity single-phase incompressible, viscous under laminar flow conditions and magnetic field has been investigated in a cylindrical pipe experimentally and three-dimensional numerically. For this purpose, an experimental set-up which can procedure 1 Tesla magnetic field have been designed and manufactured. However, since the mains power is not suitable for operations at high currents, the operation has been performed with maximum B = 0.3T. Numerical study was performed with the help of the licensed ANSYS FLUENT 18.2 commercial software program. After the necessary verification tests, the numerical model was determined and the majority of the study was performed numerically. Nano volume ratios (φ), Re numbers and applied magnetic field magnitude for numerical study were selected as φ = 0, 0.01, 0.03, 0.05, Re = 10, 100, 500, 1000, 2000 and Ha = 0, 25, 50, 100, respectively. Al2O3, CuO and TiO2 are preferred as nanoparticles. The accuracy of the numerical model has tested by comparing of obtained datas from the experimental study with the results obtained in the numerical study. The comparison between experimental and numerical study has carried out by applying B = 0.1, 0.2, 0.3T magnetic field to the fluid containing 2% nano-particle and in the absence of magnetic field, and the results have determined to be in compatibility. At the same time the results obtained from the study has been compared with that of given in the literature and results were found to be quite similar. In the numerical analysis, velocity, pressure, and Nu were depicted in the graphics and temperature velocity contours of nano fluids have been investigated. It has been determined that both the nanoparticle and especially the applied external magnetic field strength decrease the nano-fluid velocity and increase the pressure and heat transfer with the Re number. The highest nano fluid velocity, the highest pressure and the highest Nu number was obtained for Al2O3. While the lowest fluid velocity and pressure are obtained for CuO, the heat transfer is similar for CuO and TiO2. In all parameters except Re = 10, the magnetic field flux and the add of nano particles have increased the heat transfer rate.
Benzer Tezler
- Nano parçacık katkılı poliüretan yapıştırıcıların mekanik ve termal özelliklerinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of mechanical and thermal properties of nano particle doped polyurethane adhesives
MEHMET TONGUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECATİ ATABERK
- Nano-parçaçık katkılı poliamid 6 lifi üretilmesi ve kumaş özelliklerinin araştırılması
Production of nanoparticles doped polyamide 6 fibers and investigation of fabric properties
ALİ MARALCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLHAMİ İLHAN
- Nano parçacık katkılı elektrolitin kullanıldığı yeni bir ısıl pilin geliştirilmesi
The development of a new thermal battery that used electrolyte that containing nanoparticle
MEHMET CEM MENTEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASİN VAROL
- Nano parçacık katkılı epoksi yapıştırıcı ile birleştirilmiş T bağlantılı kompozit levhalarda enine darbe hasarının incelenmesi
Investigation of trausverse impact damage in T-jointed composite plates bonded with nanoparticle added epoxy adhesive
ZEKİ TÜRKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECATİ ATABERK
- Manyetik nano parçacık katkılı kompozit membranların eldesi ve özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of magnetic nanoparticle doped composite membranes and investigation of their properties
ABDULLAH OĞUZ CAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Bilim ve TeknolojiNecmettin Erbakan ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ÖZGÜR SAF