Effects of a rotating cylinder with blades on the hydrothermal flow of a hybrid nanofluid in a vented cavity
Kanatlı dönen bir silindirin havalandırmalı bir boşlukta hibrit bir nanoakışkanın hidrotermal akışı üzerindeki etkileri
- Tez No: 793570
- Danışmanlar: PROF. DR. BEŞİR ŞAHİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 134
Özet
Bu makale; kanatlı bir iç dönen silindirin etkisi altında ventile edilmiş bir boşlukta bir hibrid nanosıvının konveksiyon akışının sayısal çözümünü içermektedir. Dinamik mesh yaklaşımı, dönen silindirin akış alanını ve sınır hareketini simüle etmek için uygulanmıştır. Sonlu hacimler yöntemi kullanılarak hesaplanan iki boyutlu momentum denklemleri; daimi olmayan, laminar sıkıştırılamz ve doğal ve zorlanmış konveksiyon akışa uygulanmıştır. Çalışma sıvısı olarak, (silikon dioksit-Aluminum oksit, SiO2-Al2O3/su); bir Newtonian hibrid nanosıvı önerilmiştir. Bu simülasyonda, farklı sayıda ve geometride silindir kanatları konvekisyon akışa ve nihayetinde ısı transferine etkisi incelenmiştir. Nanoparçacık konsantrasyonları (0≤φ1≤0.03 ve 0≤φ2≤0.03), silindir yarıçapı (0.1≤R≤0.3), silindir konumları (0.25≤δ≤0.75), açısal dönme hızları (-5≤Ω≤5), Grashoff sayıları (103≤Gr≤105) ve Reynolds sayıları (200≤Re≤1000) gibi geniş bir yelpazede ilgili parametreler incelenmiştir. Bu parametrelerin, belirlenen geometride hidrotermal akış üzerindeki etkisi, nitel ve nicel verilerlerle açıklanmaya çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlar; hidrotermal akış karakteristiklerinin, Re, Gr, R, δ, Ω ve dönen silindirin yönü tarafından önemli ölçüde nasıl etkilendiğini göstermiştir. Isı transfer oranı, Reynolds sayısının, Re=1000 değerinde dönen silindirin kanat sayısının artmasıyla artış gösterdiği belirlenmiştir. Sabit silindire göre, en fazla ısı transfer oranın artışı, Re=1000, δ=0.25, R=0.25, Ω=-5 değerlerinde olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak, hibrid nanosıvının katı nanoparçacık konsantrasyonunun artmasıyla daha fazla ısı transfer oranında artış olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
This paper presents a numerical investigation for the mixed convection flow of a hybrid nanofluid in a vented cavity under the impact of a rotating bladed cylinder. The dynamic mesh approach is applied to simulate the flow domain and the boundary motion of the rotating bladed cylinder. Governing equations are computationally solved utilizing the finite volume technique. These equations are assumed to be two-dimensional, unsteady, and laminar for an incompressible mixed convection flow. A Newtonian hybrid nanofluid of (SiO2-Al2O3/ water) is suggested as a working fluid. Simulations of different locations of cylinders and shapes of blades or fences were examined. A wide range of pertinent parameters such as nanoparticle concentrations (0 ≤ φ1 ≤ 0.03 and 0 ≤ φ2 ≤ 0.03), cylinder radiuses (0.1 ≤ R ≤ 0.3), cylinder locations (0.25 ≤ δ ≤ 0.75), angular rotational speeds (- 5 ≤ Ω ≤ 5), Grashof numbers (103 ≤ Gr ≤ 105) and Reynolds numbers (200 ≤ Re ≤ 1000) were investigated, Various qualitative and quantitative data were presented to show the influence of these parameters on the hydrothermal flow within the considered cavity. The outcomes revealed that the hydrothermal characteristics were significantly affected by Re, Gr, R, δ, Ω, and the direction of the rotating cylinder. The heat transfer rate was improved by raising the number of blades of the rotating cylinder at Re=1000, and it was slightly affected by its shape. According to the stationary bare cylinder, the maximum improvement in heat transfer rate happens at Re=1000, δ=0.25, R=0.25, Ω= -5. Eventually, further improvement in heat transfer rate was achieved by increasing the solid nanoparticles concentration of the hybrid nanofluid.
Benzer Tezler
- Radyal pompaların kavitasyon performansının hesaplanması ve iyileştirilmesi
Computation and improvement of the cavitation performance of radial flow pumps
MEHMET KAYA
Doktora
Türkçe
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN AYDER
- Gemi pervanesinin hidro-akustik performansının sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigaton of ship propeller hydro-acoustics performance
SAVAŞ SEZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BAL
- Investigation on fluctuating forces on horizontal axis wind turbines due to tower shadow effect
Yatay eksen rüzgar türbinlerine direk etkisi sebebi ile gelen dalgalanmalı yüklerin zaman bağlı incelenmesi
HASAN METEHAN DEMİRCİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜNVER ÖZKOL
- İğ sistemlerinin dinamiğinin deneysel incelenmesi
Dynamic analysis of ring spinning machines
ÜMİT KIRBAŞLI