Ferroakışkanın manyetik alan etkisi altındaki iç akışında ısı transferinin incelenmesi
Investigation of heat transfer in the internal flow of ferrofluid under the effect of magnetic field
- Tez No: 941123
- Danışmanlar: PROF. DR. TÜLİN BALİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
Bu tezde; manyetik alan etkisi altında, Fe3O4 nanoparçacıktan oluşan su bazlı ferroakışkanın dairesel kesitli borudaki laminer zorlanmış taşınım performansı deneysel olarak incelenmiştir. Manyetik alan uygulaması için,“faz açılı manyetik alan”ve“değişken yönlü manyetik alan”olmak üzere iki özgün sistem tasarlanmıştır. Deneyler 700 G manyetik alan şiddeti altında, farklı Reynolds sayıları (400 -1000) ve nanoparçacık hacim oranlarında (%0,5 ve %1) yapılmıştır. Faz açılı manyetik alan uygulamasında, belli manyetik alan frekansı (0 Hz, 1 Hz ve 5 Hz) ve faz açıları (0°, 90° ve 180°) için ısı transfer performansı incelenmiştir. Değişken yönlü manyetik alan uygulamasında ise 6 farklı mıknatıs konumu (M1a, M1b, M1c, M2a, M2b ve M2c) için ısı transferi performansı incelenmiştir. Isı transferindeki artış ile basınç düşümü değerleri bir Performans Değerlendirme Kriteri (PEC) kullanılarak analiz edilmiştir. Bulgulara göre ısı transferindeki en fazla artışlar %1 nanoparçacık oranı ve düşük Reynolds sayılarında gözlemlenirken; en yüksek termal performans, faz açılı manyetik alan uygulamasında 1 Hz frekans ve 180° faz açısı için, değişken yönlü manyetik alan uygulamasında ise M2b yerleşim düzeni için elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the laminar forced convective heat transfer performance of a water-based ferrofluid composed of Fe₃O₄ nanoparticles under the influence of a magnetic field is experimentally investigated in a circular cross-section pipe. Two novel systems are designed for the application of the magnetic field as, phase-shifted magnetic field and variable-direction magnetic field. The experiments were conducted under a magnetic field intensity of 700 G, at various Reynolds numbers (ranging from 400 to 1000) and nanoparticle volume fractions (0.5% and 1%). In the phase-shifted magnetic field application, the heat transfer performance is evaluated for specific magnetic field frequencies (0 Hz, 1 Hz, and 5 Hz) and phase angles (0°, 90°, and 180°). In the variable-direction magnetic field application, heat transfer performance are analyzed for six different magnet configurations (M1a, M1b, M1c, M2a, M2b, and M2c). The enhancements in heat transfer rates, along with the corresponding pressure drop values are analyzed using a Performance Evaluation Criterion (PEC). According to the findings, the highest enhancements in heat transfer were observed at a 1% nanoparticle concentration and low Reynolds numbers. The maximum thermal performance is achieved at a frequency of 1 Hz and a phase angle of 180° for the phase-shifted magnetic field and with the M2b configuration for the variable-direction magnetic field.
Benzer Tezler
- Stability of the non-isothermal Taylor-Couette flow of a ferrofluid under external magnetic field
Harici manyetik alan altındaki ferro-akışkanın izotermal olmayan Taylor-Couette akışının kararlılığı
YAVUZ EMRE KAMIŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİM KUNT ATALIK
- Numerical investigation of magnetic nanofluid based single phase natural circulation loop
Manyetik nanoakışkan bazlı tek fazlı doğal taşınım döngüsünün sayısal incelenmesi
SELİM CAN BOZKIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPASLAN TURGUT
- 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
- MPI görüntüleme tekniğinin FEM yöntemi ile analizi ve mikrokanallardaki akışın görüntülenmesi
Analysis of MPI imaging technique with FEMmethod and viewing flow in microchannels
IŞIL ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEVZİ BEDİR
DOÇ. DR. NURCAN DOĞAN BİNGÖLBALİ
- Mechatronic system design for a controlled flow in microfluidic systems
Mikroakışkan sistemlerde kontrollü bir akış için mekatronik sistem tasarımı
MEHMET ERSÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mekatronik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPASLAN TURGUT
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN DOĞANAY