The evaluation of factors affecting the thermophysical properties of nanofluids via principal component analysis
Nanoakişkanlarin termofiziksel özelliklerini etkileyen faktörlerin temel bileşen analizi yoluyla değerlendirilmesi
- Tez No: 919692
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ CEM LEVENT ALTAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 237
Özet
Geleneksel ısı transferi akışkanları nispeten verimsiz yoğunluk, viskozite ve termal iletkenlik gibi termofiziksel özellikler sergilemektedir. Bununla birlikte, metallerin önemli ölçüde daha yüksek termofiziksel özelliklere sahip olması nedeniyle, ısı transferi uygulamalarında nanoakışkanların kullanımı yaygın olarak çalışılan bir yaklaşım haline gelmiştir. Nanopartiküllerin geleneksel ısı transferi akışkanlarına dahil edilmesinin, kullanılan nanopartikül ve baz akışkan türleri, nanopartikül konsantrasyonu ve sıcaklık gibi baskın faktörlere göre değişen, gelişmiş termofiziksel özelliklerle sonuçlandığı gösterilmiştir. Bu faktörlerin termofiziksel özelliklerdeki değişimler üzerindeki etkilerini inceleyen önemli sayıda çalışma olmasına rağmen, özellikle nanoparçacık ve baz akışkan türlerinin geniş aralıkları, çeşitli konsantrasyonlar ve özellikle ölçüm sistemlerindeki farklılıklar nedeniyle sonuçlarda tutarsızlık gözlemlenebilmektedir. Bu nedenle, bu çalışmanın amacı karşılaştırılabilir boyutlarda bakır oksit ve demir oksit nanopartikülleri sentezlemek ve farklı hacimsel oranlarda etilen glikol ve sudan oluşan baz sıvılara entegre etmektir. Sonraki analizler, konsantrasyon, sıcaklık ve hacim fraksiyonunun bir fonksiyonu olarak ilgili termofiziksel özelliklerin ölçümünü içermiş ve bu ölçümler literatürde sunulan verilerle birlikte daha sonra faktörler arasındaki korelasyonları belirlemek için PCA analizine tabi tutulmuştur. Ayrıca, belirtilen değişkenlerle ampirik tahmin modelleri araştırılmıştır. Sonuçlar, temel akışkan olarak etilen glikol ve su karışımı içeren kolloidal olarak kararlı CuO ve Fe3O4 nanoakışkanların başarıyla elde edildiğini göstermektedir. Ayrıca, nanopartikül konsantrasyonundaki artışın viskozite ve yoğunlukta artışa neden olduğu, termal iletkenliğin ise azalma gösterdiği belirlenmiştir. PCA, tüm termofiziksel özellik değişimlerinin, nanoparçacık konsantrasyonu ile yüksek oranda etkilendiğini ve sıcaklık değişikliklerine karşı farklı tepkilere tabi olduğunu göstermiştir. Son olarak, ölçüm verilerine doğrusal olmayan regresyon uygulanması, belirli bir nanoakışkan türü için ampirik tahmin modellerinin elde edilebileceği sonucunu ortaya çıkarmıştır. Bununla birlikte, bu modellerin doğruluğu, farklı nanoakışkanlardan elde edilen önemli miktarda veri dahil edildiğinde de azalmaya maruz kalmıştır.
Özet (Çeviri)
Traditional heat transfer fluids exhibit relatively inefficient thermophysical properties, including density, viscosity and thermal conductivity. However, due to the fact that metals possess significantly higher thermophysical properties, the utilization of nanofluids in heat transfer applications has become a widely studied approach. It is evident that the incorporation of nanoparticles into conventional heat transfer fluids has been shown to result in enhanced thermophysical properties which varies with the predominant factors of the types of nanoparticle and base fluid employed, nanoparticle concentration, and temperature. Despite a substantial number of studies that have examined the effects of these factors on variations in thermophysical properties, inconsistency in the results can be observed, particularly due to the wide ranges of nanoparticle and base fluid types, various concentrations and especially the difference in measurement systems. Therefore, the objective of this study was to synthesize copper oxide and iron oxide nanoparticles of comparable sizes and suspend them in base fluids comprising ethylene glycol and water in varying volume fractions. Subsequent analysis involved the measurement of the relevant thermophysical properties as a function of concentration, temperature and volume fraction, and these measurements along with the data presented in the literature were then subjected to PCA analysis for determining the correlations between the factors. Furthermore, empirical prediction models were investigated with the specified variables. The results demonstrate that colloidally stable CuO and Fe3O4 nanofluids, comprising a mixture of ethylene glycol and water as the base fluid, have been successfully obtained. Furthermore, it was determined that an increase in nanoparticle concentration resulted in enhanced viscosity and density, while thermal conductivity exhibited deterioration. The PCA demonstrated that all of the thermophysical property variations were highly affected by nanoparticle concentration and subject to variable responses to temperature changes. Finally, the application of non-linear regression to the measurement data yielded the observation that empirical prediction models can be utilized for a particular type of nanofluid. Nevertheless, the accuracy of these models is subject to deterioration when a substantial amount of data from diverse nanofluids is incorporated.
Benzer Tezler
- İstanbul yöresi için ısıtma enerjisi korunumu açısından uygun bina kabuğu alternatiflerinin iç yüzey sıcaklığına bağlı olarak belirlenmesi
Başlık çevirisi yok
MURAT ULUSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜL KOÇLAR
- Farklı iklim bölgelerinde yapı kabuğunda ısıl kütlenin bina enerji etkinliğine ve ısıl konforuna olan etkisi
The influence of building envelope thermal mass on building energy efficiency and thermal comfort in different climate zones
İBRAHİM AGAH TAŞTEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
EnerjiMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜMİT TURGAY ARPACIOĞLU
- Farklı bina formlarında güneş pili uygulamalarının enerji ve maliyet etkinliği açısından değerlendirilmesi
Evaluation of energy and cost performance of PV systems on different building forms
HATİCE MERVE YANARDAĞ
- Enerji korunumu, iklimsel konfor ve inşaat maliyetleri açısından uygun bina kabuğunun seçilmesi
The choice of the building envelope according to the energy conservation, thermal comfort and construction cost
MAHMUT OĞUZ BEYAZIT
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZERRİN YILMAZ
- Enerji etkin konut ve yerleşme birimi dizaynında uygulanabilecek bir yaklaşım
An Approach for the design of the energy efficient building and the settlement
FİLİZ AK