İçerisinde grafen katkılı nanoakışkan ve konik iç eleman kullanılan boruda termohidrolik performans ve entropi üretiminin incelenmesi
Investigation of thermohydraulic performance and entropy generation in a tube with graphene nanoparticle reinforced nanofluid and conical inner ribs
- Tez No: 621679
- Danışmanlar: PROF. DR. VEYSEL ÖZCEYHAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 191
Özet
Bu tez çalışmasında ısı değiştiricilerinin performansını artırmada kullanılan teknikler arasında bulunan iç eleman ve nanoakışkan kullanımının, bir ısı değiştiricisi borusunun termohidrolik performansına ve entropi üretimine olan etkileri deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Özgün tasarlanan helisel sarılmış konik iç elemanlar, iki farklı mesafe oranında (P/D=2 ve 3), ve Iraksak, Iraksak-Yakınsak, Yakınsak olmak üzere üç farklı boru içi yerleşime sahip olacak biçimde üretilmişlerdir. Üç farklı su-etilen glikol karışım oranına sahip akışkanların oluşturduğu baz akışkanlar içerisine, diğer nanopartiküllere oranla yüksek ısıl iletkenlik ve yüksek stabilite değerleriyle öne çıkan Grafen nanopartikülü, yine üç farklı ağırlık oranında, %0.5, 0.75 ve 1, eklendikten sonra, oluşturulan nanoakışkan konsantrasyonlarının termofiziksel özellikleri tespit edilmiştir. Reynolds sayısının 4000-27,000 aralığında değiştiği deneysel ve sayısal çalışmaların birbiri ile uyumlu olduğu tespit edilmiştir. Nusselt sayısının hem iç eleman kullanımına hem de nanoakışkan kullanımına bağlı olarak artış gösterdiği, sürtünme katsayısının iç eleman kullanımına bağlı artış gösterdiği fakat nanoakışkan kullanımında ise radikal bir değişiklik göstermediği tespit edilmiştir. Her iki pasif tekniğin tekil performansları, birlikte kullanım performanslarına göre düşük kalmış, en yüksek termohidrolik performans değerini %100Su-GnP nanoakışkan-Iraksak-P/D=2 konik iç eleman bileşik konfigürasyonu 6283 Reynolds sayısında 1.72 olarak sağlarken, en düşük boyutsuz entropi üretim sayısı değeri yine aynı konfigürasyonda 25,451 Reynolds sayısında, 0.42 olarak gerçekleşmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the effects of the use of internal ribs and nanofluids, which are among the techniques used to increase the performance of heat exchangers, on the thermohydraulics performance and entropy production of a heat exchanger tube were investigated experimentally and numerically. The specifically designed helically coiled conical internal ribs were produced in two different distance ratios (P/D = 2 and 3), and have three different tube layouts: Divergent, Divergent-Convergent, Convergent. Graphene nanoparticle, which stands out with its high thermal conductivity and high stability values compared to other nanoparticles, with three different weight ratios, % 0.5, 0.75 and 1 was added in base fluid that comprises three different water-ethylene glycol mixing ratios, after created nanofluid thermophysical properties of concentrations were examined. It was determined that the experimental and numerical studies were compatible with each other for the Reynolds number varies in the range of 4000-27,000. It was acquired that the Nusselt number increased depending on both the use of internal ribs and the use of nanofluid, the friction coefficient increasesd depending on the use of internal ribs, but it did not show a radical change in the use of nanofluids. The individual performances of both passive techniques were low compared to their combined use performances, the highest thermohydraulics performance value was provided by %100 Su-GnP nanofluid-Divergent-P/D=2 conical internal rib compound configuration as 1.72 in the 6283 Reynolds number, the dimensionless entropy production number value was realized as 0.42 for the 25,451 Reynolds number, in the same configuration.
Benzer Tezler
- Batarya soğutma performansını iyileştirmek için alüminyum fin yapı içerisinde grafen katkılı PCM malzemesinin değerlendirilmesi
Consideration of graphene material in PCM with aluminium fin structure for improving the battery cooling performance
YUSUF AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF YAŞA
- Mechanical properties of graphene nano-plates reinforced ldpe composites
Grafen takviyeli alçak yoğunluklu polietilen nanokompozitlerin mekanik özellikleri
TUĞÇE GÜL POLAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMekanik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ERKLİĞ
- Polimer esaslı dişli çarkların nanopartikül katkılı yağlayıcı ortamındaki tribolojik performanslarının incelenmesi
Investigation of the tribological performance of polymer based gear wheels in nanoprticle additive lubricant environment
ÖMER KARTALTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMET HÜSEYİN ÇETİN
- Delik içeren grafen katkılı karbon/epoksi nanokompozit plakaların mekanik özellikleri ve hasar analizi
Mechanical properties and failure analysis of graphene enhanced carbon/epoxy nanocomposite laminates containing a hole
HİLMİ YAVUZ AĞA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELMAS SALAMCİ
- Grafen katkılı bakır matrisli kompozit malzemelerin mekanik ve elektriksel özelliklerinin araştırılması
Investigation of mechanical and electrical properties of graphene reinforced copper matrix composite materials
AHMED BASHEER MOHAMMED ALBARTOULI
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
KimyaKastamonu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ARİF UZUN