Kaplanmış yüzeylerde havuz kaynama ısı transferinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of pool boiling heat transfer on coated surfaces
- Tez No: 993467
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DOĞAN ÇİLOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Düşük kızma farkında yüksek ısı transferi gerçekleştirildiğinden dolayı kaynama ısı transferi termik ve nükleer güç santralleri, proses sanayi, otomotiv sektörü, iklimlendirme cihazları, ısı değiştiricileri ve yüksek güçte mikroelektronik çiplerin soğutulması gibi birçok termal yönetim ve enerji dönüşüm sisteminde hayati öneme sahiptir. Kaynama ısı transfer performansındaki iyileşme ısı transfer katsayısı (h) ve kritik ısı akısındaki (CHF) artışla sağlanmaktadır. Bu tez çalışmasında, ısıtma yüzeyleri elektrokimyasal yöntemle üç farklı konsantrasyonda Ni kaplanmış bakır (Cu), AISI 304 paslanmaz çelik (SS) ve alüminyum (Al) test numuneleri üzerinde havuz kaynama ısı transferi davranışı deneysel olarak incelenmiştir. Yöntem: Havuz kaynama deneyleri atmosfer basıncı altında ve kaynama sıvısı olarak n-pentan kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler ışığında, elektrokimyasal yöntemle Ni kaplanmış yüzeylerde havuz kaynama ısı transfer performansı belirlenmiştir. Bulgular: Elde edilen sonuçlara göre, saf yüzeyle karşılaştırıldığında, Ni kaplı yüzeylerde daha düşük çekirdek ve daha yüksek film kaynama başlangıç yüzey sıcaklıkları tespit edilmiştir. Diğer taraftan, kaplanmış yüzeylerden daha yüksek CHF ve h değerleri elde edilmiştir. En yüksek CHF artış oranı Cu taban malzemeli K3 kaplama durumunda ve %36 olarak bulunmuştur. En yüksek h değeri ise Al taban malzemeli K3 kaplama durumunda ve %142 olarak gerçekleşmiştir. Sonuç: Kaplanmış yüzeylerde Ni konsantrasoyonundaki artışla çok sayıda mikro/nano ölçekli poroz yapıların oluştuğu ve böylece yüzeyin ıslanabilirliğinin ve pürüzlülüğünün arttığı belirlenmiştir. Böylece artan kılcallık etkisi ile yüzeyde kuru/sıcak noktaların oluşumu gecikmiş ve CHF artmıştır. Ni kaplı yüzeylerde artan buhar dinamikleri kaynama ısı transferini de artırmıştır.
Özet (Çeviri)
Purpose: Because high heat transfer occurs at low superheat, the boiling heat transfer is of vital importance in many thermal management and energy conversion systems, such as thermal and nuclear power plants, process industries, automotive sector, air conditioning devices, heat exchangers, and cooling of high-power microelectronic chips. Improvement in boiling heat transfer performance is achieved by increasing the heat transfer coefficient (h) and critical heat flux (CHF). In this thesis, the pool boiling heat transfer behavior was experimentally investigated on test specimens of copper (Cu), AISI 304 stainless steel (SS), and aluminum (Al) coated with three different concentrations of Ni on the heating surfaces using electrochemical methods. Method: The pool boiling experiments were conducted under atmospheric pressure using n-pentane as the boiling fluid. Based on the obtained data, the pool boiling heat transfer performance was determined on Ni-coated surfaces using electrochemical methods. Findings: According to the results, compared to the bare surfaces, the Ni-coated surfaces exhibited lower nucleation and higher film boiling onset surface temperatures. On the other hand, higher CHF and h values were obtained on the coated surfaces. The highest CHF increase was found to be 36% in the case of K3 coating on a Cu substrate. The highest h value was 142% in the case of K3 coating on an Al substrate. Conclusion: It was determined that an increase in Ni concentration on the coated surfaces led to the formation of numerous micro/nano-scale porous structures, thereby enhancing the surface wettability and roughness. As a result, the formation of dry/hot spots on the surface was delayed due to the increased capillary effect, leading to an increase in CHF. Additionally, the enhanced vapor dynamics on the Ni-coated surfaces improved the boiling heat transfer.
Benzer Tezler
- Heat and fluid flow in microscale from micro and nano structured surfaces
Mikro ve nano yapılı yüzeylerden mikro boyutta ısı ve sıvı akışı
TÜRKER İZCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KOŞAR
- Functional new generation surfaces for enhanced phase change heat transfer and electronics cooling
Gelişmiş faz değişimli ısı transferi ve elektronik cihazları soğutma için fonksiyonel yeni nesil yüzeyler
VAHID EBRAHIMPOUR AHMADI
Doktora
İngilizce
2023
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KOŞAR
- Micro/nano-engineered techniques for enhanced pool boiling heat transfer
Havuz kaynaklı ısı transferi için mikro / nano mühendisli teknikleri
ABDOLALİ KHALILI SADAGHIANI
Doktora
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KOŞAR
- Alüminyum yüzey üzerindeki emaye kaplamalara titanyum dioksit katkısı ile fotokatalitik özellik kazandırılması
Giving photocatalytic property to enamel coatingson aluminum by titanium dioxide additive
ELİF DEMİRHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALE GÜRBÜZ
- Nano-TiO2 fotokatalizör sentezi ve fotokatalitik aktivitesinin belirlenmesi
Synthesis of nano-TiO2 photocatalyst and determination of it's photocatalytic activity
FUNDA SAYILKAN