Numerical investigation of magnetic nanofluid based single phase natural circulation loop
Manyetik nanoakışkan bazlı tek fazlı doğal taşınım döngüsünün sayısal incelenmesi
- Tez No: 733071
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALPASLAN TURGUT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 51
Özet
Tek Fazlı Doğal Taşınım Döngü sistemleri, yaygın olarak kullanılan pasif ısı transfer sistemleridir ve sıcaklık farkının neden olduğu yoğunluk gradyanı ve ortaya çıkan kaldırma kuvvetleri, itici ısı transfer mekanizmalarıdır. Bu çalışmada, harici manyetik alan altında Tek Fazlı mini Doğal Taşınım Döngüsünün incelenmesi amaçlanmıştır. Bu sistem, ferroakışkanın akış ve sıcaklık dağılımını manipüle eden harici bir manyetik alan altında sıcaklığa duyarlı bir ferroakışkan ile çalışır. Bu kapsamda COMSOL Multiphysics'te akımsız manyetik alan, akışkanlarda ısı transferi ve laminer akış birleştirilerek sayısal bir model geliştirilmiştir. Daha yüksek mıknatıslanma daha düşük sıcaklıklarda elde edildiğinden, soğutucu ucun çıkışına 1.22 T'lik bir kalıcılığa sahip bir NdFeB kalıcı mıknatıs yerleştirilmiştir. Tek Fazlı mini Doğal Taşınım Döngü sistemi, farklı ısıtıcı güçleri (30 ve 50 W) koşullarında deiyonize su bazlı Fe3O4 ferroakışkanların farklı (%1-3 hacim) konsantrasyonu ile çalışmaktadır. Harici bir manyetik alan uygulamak, ΔTheater ve ε'de suya kıyasla %34 ve %25'e varan artış açısından sistem performansını önemli ölçüde etkiler. Suya kıyasla Fe3O4 ferroakışkanlar için daha yüksek Tmax değerleri (%9'a kadar) elde edilir, aksine manyetik alan uygulanması %5'e varan bir artışla sonuçlanır. Ek olarak, daha iyi anlaşılması için, manyetik alanın sıcaklık dağılımı ve akış yayılımı üzerindeki etkisi, soğutucu ucun kritik kesitlerinde boyutsuz sıcaklık ve hız dağılımları ile değerlendirildi.
Özet (Çeviri)
Single-Phase Natural Circulation Loop (SPNCL) systems are widely used passive heat transfer systems, and the density gradient caused by temperature difference and resulting buoyancy forces are the driving heat transfer mechanism. In this study, it is aimed to propose a Single-Phase Natural Circulation mini Loop (SPNCmL) under the influence of external magnetic field. This system works with a temperature sensitive ferrofluid under an external magnetic field which manipulates the ferrofluid flow propagation and temperature distribution by mangetic volume force and heat source effects. Within this scope, a numerical model is developed in COMSOL Multiphysics by coupling magnetic field (no currents), heat transfer in fluids and laminar flow modules. A NdFeB permanent magnet with a remanence of 1.22 T is located at the outlet of the cooler-end since the higher magnetization is obtained at lower temperatures. SPNCmL system is working with DIW-based Fe3O4 ferrofluids' (1-3 vol%.) concentration under the conditions of different heater powers (30 and 50 W). Applying an external magnetic field dramatically affects the system performance in terms of increase in ΔTheater and ε up to 34% and 25% compared to water. Higher Tmax values (up to 9%) are obtained for Fe3O4 ferrofluids compared to water, in contrast applying magnetic field results in an increment up to 5%. Additionally, the effect of magnetic field on the temperature distribution and flow propagation are evaluated by dimensionless temperature and velocity distributions at critical cross-sections of the cooler-end for better understanding.
Benzer Tezler
- Manyetohidrodinamik (MHD) etkisinde bir mikrokanal içerisindeki hibrit nanoakışkanın akış ve ısıl karakteristiklerinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of flow and thermal characteristics of a hybrid nanofluid in a microchannel under manyetohydrodynamic (MHD) effect
HAKAN TÜRKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELİF ÖĞÜT
- Nano sıvı metallerin manyetik alan altındaki akış ve ısı transferi davranışlarının sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of flow and heat trasnfer behaviours of liquid metal based nanofluids under magnetic field
SUAT ÖZGÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENGİN GEDİK
- Düz ve pürüzlü yüzeylere sahip ani genişleyen kanal içerisindeki ferro-nanoakışkan akışının manyetik alan etkisi altındaki davranışının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of ferronanofluid flow behavior under the effect of magnetic field in the sudden expansion tube with smooth and rough surfaces
EMREHAN GÜRSOY
Doktora
Türkçe
2024
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENGİN GEDİK
- Numerical investigation of the impact of applied magnetic fields with varied intensities at different locations on ferronanofluid flow in a smooth pipe
Farklı lokasyonlarda değişken yoğunluklara sahip manyetik alanların pürüzsüz bir borudaki ferronanoakışkan akışı üzerindeki etkisinin sayısal olarak incelenmesi
HANI MOHAMAD HAMIDO
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAMİL ARSLAN
- Investigation of flow characteristics and heat transfer performance in heat exchangers with magnetic field effect
Manyetik alan etkisiyle ısı eşanjörlerinde akış karakteristiklerinin ve ısı transferi performansının incelenmesi
SERGEN TÜMSE
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEŞİR ŞAHİN