Geri Dön

Cu-su nanoakışkanlı çarpan jet kullanılarak kısmen elastik ve eliptik bir yüzeyin manyetik alan etkisi altında soğutulması

Cooling a partially elastic and elliptical surface under the influence of a magnetic field using a Cu-water nanofluidic impingement jet

  1. Tez No: 664991
  2. Yazar: MEHMET ÇOĞAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. FATİH SELİMEFENDİGİL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Manisa Celal Bayar Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Termodinamik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 118

Özet

Bu tez çalışmasında, Cu-su nanoakışkanlı çarpan jetlerde kısmen elastik ve eğri yüzeyin ısı transferi ve akış yapısı manyetik alan etkisi altında sayısal olarak incelenmiştir. Isı ve kütle transferini arttırarak etkin bir şekilde ısıtma, soğutma veya kurutma gibi işlemler yapabilmek için çeşitli ısı transferi arttırma yöntemlerinden biri olan çarpan jetler günümüzde giderek önem kazanmaktadır. Çarpan jetlerde ısı transferini iyileştirmek için baz akışkanlara göre daha yüksek termal ve elektriksel iletkenliğe sahip metal veya metal oksit nanopartiküller içeren nanoakışkanlar birçok araştırmaya konu olmuştur. Bu çalışmada 0, 0.03 ve 0.05 hacim fraksiyonunda (φ) nanopartikül içeren Cu-su nanoakışkanına, manyetik alan şiddetinin bir göstergesi olan Hartmann sayısının (Ha) 0, 2, 5, 10 ve 20 değerlerinde harici manyetik alan etkisinin akış ve ısı transferi üzerine etkileri incelenmiştir. Çalışmada, gerçek hayat ve mühendislik uygulamalarında sıklıkla karşılaşılan eğriliğin etkisi (eğri yüzeyin yarı eksenlerinin oranı olan a/b=2/3' ün 1/4'ü, 1/2'si ve 3/4'ü olacak şekilde) incelenmiştir. Malzemelerin farklı elastisite modüllerinin olduğu göz önünde bulundurularak, çalışmada 104, 105, 106, 108, 109 elastisite modüllerine sahip değerlerde analizler gerçekleştirilmiştir. Çalışmadaki hesaplamalar COMSOL paket programında sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Analiz sonuçları akış, eş sıcaklık eğrileriyle gösterilmiş olup ayrıca ısı transferi değerleri de Nusselt sayıları ile ifade edilmiştir. Sonuçlar nanopartikül hacim fraksiyonun artmasıyla birlikte ısı transferini önemli ölçüde iyileştirdiğini göstermiştir. Eğrilik etkisi dört farklı model için karşılaştırılmıştır. Modeller arasında tam eğriliğin diğer modellerden daha verimli sonuçlar verdiği belirlenmiştir. Bu etki yüksek Reynolds sayıları için daha belirgin hale gelmektedir. Manyetik alanın eğri yüzey ve diğer yüzeylerde ısı transferini arttırıcı etkisi gözlenmiştir. Bu artış Hartmann sayısının yüksek değerleri için akışı sönümleme eğilimindedir. Elastisite modülünün artmasıyla birlikte Nusselt sayısında da artış belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, the heat transfer and flow structure of the partially elastic and curved surface under the influence of magnetic field with Cu-water nanofluid impingement jets were numerically investigated. Impingement jets, which are one of the various methods of increasing heat transfer, are becoming more and more important today in order to perform processes such as heating, cooling or drying by increasing heat and mass transfer. Nanofluids containing metal or metal oxide nanoparticles with higher thermal and electrical conductivity than base fluids to enhance heat transfer in impingement jets have been the subject of many studies. In this study, the effects of external magnetic field effect at 0, 2, 5, 10 and 20 values of Hartmann number (Ha), which is an indicator of magnetic field strength, on flow and heat transfer on Cu-water nanofluid containing nanoparticles at 0, 0.03 and 0.05 volume fraction (φ) it has been examined. In the thesis, the effect of the curvature (1/4, 1/2 and 3/4 of a/b=2/3, which is the ratio of the half-axes of the curved surface), which is frequently used in real life and engineering applications, was examined. Considering that the materials have different modulus of elasticity, analysis were carried out at values with elasticity modules of 104, 105, 106, 108, 109 in the study. The calculations in the study were made using the finite element method in COMSOL package program. The results of the analysis are shown with streamlines and isoterm curves, and heat transfer values are also expressed with Nusselt numbers. The results showed that when the nanoparticle volume fraction goes up it significantly improves the heat transfer. The curvature effect has been compared for four different models. It has been determined that full curvature among models gives more efficient results than other models. This effect becomes more pronounced for high Reynolds numbers. It has been observed that the magnetic field increases heat transfer on curved surfaces and other surfaces. This increase tends to damp the flow for higher values of the Hartmann number. With the increase in the modulus of elasticity, an increase in the Nusselt number was determined.

Benzer Tezler

  1. Numerical analysis of cooling of shape memory alloys by using nanofluids and impinging jets

    Şekil hafızalı alaşımların nanoakışkan ve çarpan jetler kullanılarak soğutulmasının sayısal analizi

    OKAN ÖZCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine MühendisliğiAdana Bilim ve Teknoloji Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA KILIÇ

  2. Nanoakışkanlı düzlemsel güneş kollektörlerinde ısı transferinin sayısal analizi

    Numerical analysis of heat transfer in flat-plate solar collector with nanofluids

    ALİ YURDDAŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Makine MühendisliğiCelal Bayar Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YUNUS ÇERÇİ

  3. Geri basamak akışında nanoakışkanlı salınımlı zorlanmış taşınımın sayısal analizi

    Numerical analysis of pulsating forced convection in a backward facing step flow subjected to nanofluids

    PINAR ÇAVDAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    İnşaat MühendisliğiCelal Bayar Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. BEKİR SOLMAZ

  4. Farklı dalga tiplerinde alternatif manyetik alan etkisi altında dairesel kesitli kanal içerisindeki hibrit nanoakışkanın akış ve ısı transferi karakteristiklerinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

    Experimental and numerical investigation of flow and heat transfer characteristics of hybrid nanofluid in a cylindrical cross-sectioned channel under the effect of different waveform types of alternating magnetic field

    MUTLU TEKİR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Makine MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KAMİL ARSLAN

  5. Bir fotovoltaik-termal (PV/T) güneş kollektöründe poroz materyal ve nanoakışkan kullanımının performansa etkisinin nümerik olarak incelenmesi

    Numerical investigation of the effect of porous material and nanofluid including on performance in a photovoltaic-thermal (PV/T) solar collector

    ATILGAN ONURCAN ÖZŞİMŞEK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Makine MühendisliğiKafkas Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ARSLAN OMAR