The application of nanofluid systems containing iron oxide nanoparticles in double pipe heat exchanger
Demir oksit nanopartiküller içeren nanoakışkan sistemlerinin çift borulu ısı eşanjöründe uygulanması
- Tez No: 984052
- 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: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Isı transferi uygulamalarında kullanılan su, etilen glikol ve yağlar gibi geleneksel akışkanların termofiziksel özellikleri genel olarak metal ve metal oksitlere kıyasla düşüktür. Nanoparçacıkların, bu taşıyıcı sıvılar içerisinde koloidal stabilizasyonunun sağlanması ile beraber ilgili baz akışkanın yoğunluk, viskozite ve termal iletkenlik gibi termofiziksel özelliklerinde, parçacık konsantrasyonuna bağlı olarak önemli bir artış olmaktadır. Bu sebeple, ısı transferi uygulamalarında nanoakışkanların verimlilikleri sıklıkla incelenmektedir. Bu çalışmada, birlikte çöktürme yöntemi ile sentezlenmiş ve PAA ile modifiye edilmiş olan demir oksit nanoparçacıklarının koloidal stabilizasyonu su ortamında sağlanmış ve ilgili termofiziksel özellikleri deneysel olarak sıcaklık ve konsantrasyona bağlı olarak ölçülmüştür. Nihai olarak, demir oksit ve su bazlı nanoakışkanın ısı transferi performansı çift borulu ısı eşanjörü kullanılarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, PAA ile modifiye edilmiş olan demir oksit nanoparçacıklarının farklı konsantrasyonlarda su ortamında yeterli koloidal stabilizasyona sahip olduklarını göstermiştir. Nanoparçacıkların eklenmesi ile beraber taşıyıcı akışkanın yoğunluk ve viskozite değerlerinde konsantrasyonla doğru orantılı bir artış olduğu ancak termal iletkenliğinin azaldığı belirlenmiştir. İlgili nanoakışkanın çift borulu ısı eşanjörü ile gerçekleştirilen uygulamalı analizinde ise konveksiyon ısı transfer katsayısının nanoparçacıkların eklenmesi ile beraber yalın suya kıyasla düşüş gösterdiği görülmüş ve bu durum nanoakışkana ait görece yüksek viskozite ve düşük termal iletkenlik değerlerine atfedilmiştir.
Özet (Çeviri)
The thermophysical properties of fluids, including water, ethylene glycol, and oils utilized in heat transfer applications, are typically lower than those of metals and metal oxides. The colloidal stabilization of nanoparticles in these carrier fluids has been shown to result in a substantial enhancement of the thermophysical properties of the base fluid, including density, viscosity, and thermal conductivity. This increase is observed to vary in accordance with the particle concentration. Consequently, there is a growing interest in investigating the efficacy of nanofluids in heat transfer applications. In this study, the colloidal stabilization of iron oxide nanoparticles, synthesized by the co-precipitation method and modified with PAA, was achieved in an aqueous medium, and the relevant thermophysical properties were measured as a function of temperature and concentration. Finally, the heat transfer performance of the water-based nanofluid containing iron oxide nanoparticles was investigated by utilizing a double-pipe heat exchanger. The results obtained demonstrate that iron oxide nanoparticles modified with PAA exhibit adequate colloidal stability in aqueous medium across a range of concentrations. It was determined that the addition of nanoparticles leads to a concentration-dependent increase in the density and viscosity values of the carrier fluid, accompanied by a decrease in its thermal conductivity. In the experimental analysis of the relevant nanofluid utilizing a double-pipe heat exchanger, it was observed that the convective heat transfer coefficient decreased with the incorporation of nanoparticles in comparison to the base fluid which was attributed to the relatively higher viscosity and lower thermal conductivity values of the nanofluid.
Benzer Tezler
- Numerical investigation of micro- and nanoparticle behaviour in fluid flow and heat transfer
Mikro ve nanotaneciklerin ısı geçişi ve akışkan akışı içindeki davranışının sayısal olarak incelenmesi
OKTAY ÇİÇEK
Doktora
İngilizce
2025
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET CİHAT BAYTAŞ
- Nanoakışkan kullanımı ile fotovoltaik panellerin performansının artırılması
Enhancing the performance of photovoltaic panels by using nanofluid
İREM KARAASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN MENLİK
- Karbon nanotüp tabanlı nanoakışkanların mikro kanallı ısı değiştiricilerinde kullanımının deneysel çalışması: Güneş uygulamaları
Experimental study of heat exchange in microchannels using carbon nanotube based nanofluids: Solar application
SELİM AHLATLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiDumlupınar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NİMETİ DÖNER
PROF. DR. THIERRY MARE
- Güneş panellerinin üst yüzeyine nanopartikül katkılı film uygulamasının enerji verimliliğine olan etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of nanoparticle-reinforced film application on the top surface of solar panels on energy efficiency
İNAN KIZILCA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine Mühendisliğiİzmir Demokrasi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR ÇAVDAR
ÖĞR. GÖR. ALPER MUTLU
- Analysis of internal combustion engine cylinder block and head cooling using nanofluid coolant
Nanoakışkan soğutucu kullanarak içten yanmalı motor silindir bloğu ve kapağının soğutma analizi
KEMAL BURAK URGANCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
EnerjiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ERTÜRK