Geri Dön

Dairesel bir borudaki zorlanmış taşınımla ısı transferine nanopartikül şekil etkisinin sayısal olarak incelenmesi

Numerical investigation of nanoparticle shape effect on forced convention heat transfer in a circular pipe

  1. Tez No: 719885
  2. Yazar: GİZEM TAŞTAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ENGİN GEDİK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Karabük Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 145

Özet

Bu çalışmada, farklı nanopartikül şekline (morfolojisine) sahip Al2O3, GO, Fe3O4 nanopartikülleri ve baz akışkan su ile oluşturulan nanoakışkanların dairesel kesitli bir borudaki akış ve ısı transferi karakteristikleri sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal çalışmada, tek faz modeli kullanılarak sonlu hacimler tekniğine dayalı çözümleme yapabilen ANSYS Fluent kodu, süreklilik, momentum ve enerji denklemlerini iteratif olarak çözmek için kullanılmıştır. İncelenen akış problemi, sabit duvar ısı akısı (1000 W/m2) altında ve laminer akış şartlarında (500≤Re≤2000) gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, brick, platelet ve silindirik şekilli Al2O3, GO, Fe3O4 nanopartikülleri ve bunlara ait %1, %2, %3, %4'lük nanopartikül hacimsel konsantrasyon oranları (φ) kullanılmıştır. Sayısal analiz verilerine göre; nanoakışkanlarda, nanopartikül hacimsel konsantrasyon oranı ve Reynold değerinin artışıyla ısı taşınım katsayısı“h”, Nusselt sayısı“Nu”ve basınç düşümü“∆P”değerlerinin de arttığı sonucuna varılmıştır. Tüm nanoakışkanlarda en büyük“h”,“Nu”ve“∆P”değerleri platelet şekil yapısına aittir. Re=2000 ve φ=%4 için, platelet şekilli nanopartikül içeren nanoakışkanların en büyük“Nu”değerleri, suyun Re=2000'deki“Nu”değerlerinden GO-su, Al2O3-su ve Fe3O4-su için sırasıyla;“%64,34”,“%59,5”,“%55,59”daha büyüktür. Sayısal analiz verilerine göre Darcy Sürtünme Faktörü“f”değerleri Reynold sayısının düşük değerlerinde en büyük değerlerini almıştır. Performans değerlendirme kriteri“PDK”değerleri nanopartikül hacimsel konsantrasyon oranı arttıkça azalmaktadır ve tüm nanoakışkanlar için en yüksek“PDK”değerleri %1 nanopartikül hacimsel konsantrasyon oranına sahip brick şekilli nanoakışkanlara için hesaplanmıştır.

Özet (Çeviri)

This study aims to investigate the effects of different nanoparticle shapes of different nanofluids on the flow and heat transfer characteristics in a circular pipe using numerical method. The numerical model calculated by computational fluid dynamics method (CFD) which using bu ANSYS Fluent code to solve the governing continuity, momentum and energy conservation equations considering single-phase approach. For the fluid flow analysis is adopted to simulate the nanofluid flow and three types of nanoparticles Al2O3, GO, Fe3O4 with their volumetric nanoparticle concentrations of 1%, 2%, 3%, 4% and three types of nanoparticle shapes brick, platelet and cylindrical is considered. The flow in the circular tube is assumed to be incompressible, steady, and laminar conditions (500≤Re≤2000). At the tube wall, a uniform heat flux (1000 W/m2) and non-slip conditions are assigned. The computational results show that, the convection heat transfer coefficient“h”, the Nusselt number“Nu”and the pressure drop“∆P”increased as the volumetric concentration ratio of nanoparticles and Reynold number increases. The maximum heat transfer coefficient value obtained from the platelet shape of all nanofluids. As Re=2000 and φ=4% the average Nusselt number of platelet shaped GO, Al2O3 and Fe3O4 nanofluids relative to that of pure water increased by 64.34%, 59.5% and 55.59%, respectively. The corresponding highest values of Darcy Friction Factor“f”was detected at low values of Reynolds Number, and it decreases as Reynold number increases. Performance evaluation criteria“PEC”values decrease as the nanoparticle volumetric concentration ratio increases, and the highest values of“PEC”of all nanofluid obtained from the shape of brick.

Benzer Tezler

  1. Application of decomposition techniques in turbulent jet plows

    Ayrıklaştırma yöntemlerinin türbülanslı jet akışlarına uygulanması

    TAMER YILMAZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1998

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ KODAL

  2. Bir borudaki ısıl olarak tam gelişmiş hidrodinamik olarak gelişmekte olan atımlı akışta manyetik alanın akış ve ısı transferi üzerine etkisinin incelenmesi

    Investigation of the effect of magnetic field on flow and heat transfer in fully developed hydrodynamically developing pulsating flow in a pipe

    ABDULLAH ALPEREN OKUMUŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    EnerjiGümüşhane Üniversitesi

    Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET BAŞOĞLU

    DR. ÖĞR. ÜYESİ CEMALETTİN AYGÜN

  3. Experimental investigation of heat transfer and pressure drop in a double tube heat exchanger with metal foam

    Metal köpük içeren bir çift borulu ısı değiştiricisinde ısı geçişi ve basınç düşüşünün deneysel incelenmesi

    ATAKAN COŞKUN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERSİN SAYAR

  4. Numerical study of oil-water two phase annular flow in hydrocarbon transportation pipelines

    Hidrokarbon taşıma boru hatlarında petrol-su iki fazlı akış modellerinin sayısal çalışması

    AHMED ABDULKAREEM RAMADHAN AL-RUBAYE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÖKTÜRK MEMDUH ÖZKAN

  5. İçerisine özel dirençler yerleştirilmiş borularda akışın ve ısı transferinin sayısal olarak incelenmesi

    A Numerical investigation of heat transfer and fluid flow for a pipe with and inner fitting insertion

    HAKAN FEHMİ ÖZTOP

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Makine MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. İHSAN DAĞTEKİN