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: Faz kayması, Isı geçişi, Laminer akış, Manyetik alanlar, Nanoakışkanlar, İç akış, Phase shift, Heat transfer, Laminar flow, Magnetic fields, Nanofluids, Internal flow
- 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: Belirtilmemiş.
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
- 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
- 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
- Numerical investigation of magnetic nanofluid based single phase natural circulation loop
Manyetik nanoakışkan bazlı tek fazlı doğal taşınım döngüsünün sayısal incelenmesi
SELİM CAN BOZKIR
- Investigation of heat transfer mechanism in magnetorheological (MR) and ferrofluids under controlled magnetic field and stationary conditions
Manyetoreolojik (MR) ve ferro-akışkanların ısı iletim mekanizmasının manyetik alan altında ve durağan koşullarda incelenmesi
GÖKHAN YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Marmara ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Synthesis and investigation of the rheological properties of Fe3O4 and MnZn ferrite based ferrofluids
Fe3O4 ve MnZn Ferrit Bazlı Ferro-akışkanların Sentezlenmesi ve Reolojik Özelliklerinin İncelenmesi
VOLKAN GAZİYER
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Marmara ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
