Serpantin mikrotüpleri içerisindeki nanoakışkan akışının sayısal olarak incelenmesi
Küçük Resim Yok
Tarih
2019
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Karabük Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Gerçekleştirilen tez çalışmasında serpantin mikrotüplerinin içerisindeki nanoakışkan akışı sayısal olarak modellenmiştir. Çalışma üç boyutlu laminer akış şartlarında (750?Re?2000) gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında 10 mm perde aralığında, 787 µm çapında ve 30 mm boyundaki serpantin mikrotüpler kullanılmıştır. Sayısal analizlerde çalışma akışkanı olarak farklı nanoparçacık hacimsel oranlarına sahip (%1,0; %2,0; %3,0) Al2O3-su nanoakışkanı kullanılmıştır. Ayrıca uzun yaprak, plaket ve silindirik nanoparçacık şekilleri için çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Serpantin mikrotüpleri içerisindeki akış ve ısı transferi performansının incelenmesinde kullanılan ortalama Nusselt sayıları ve ortalama Darcy sürtünme faktörleri, her bir nanoparçacık hacimsel oranı ve nanparçacık şekli için çalışma kapsamında elde edilmiştir. Bunun yanı sıra farklı durumlardaki hız ve sıcaklık profilleri incelenmiştir. Serpantin mikrotüpleri içerisindeki ikincil akışlar ve sıcaklık dağılımları detaylı olarak analiz edilmiştir. Sayısal çalışma sonuçları ortalama Nusselt sayısının ve ortalama Darcy sürtünme faktörünün Reynolds sayısı, nanoparçacık hacimsel oranı ve nanoparçacık şekli ile değişimleri şeklinde irdelenmiştir. Sonuç olarak, en yüksek taşınım ısı transferi performansı Al2O3-su nanoakışkanının plaket tipi nanoparçacık şekli ve %3,0 nanoparçacık hacimsel oranı için elde edilmiştir.
In this study, the nanofluid flow in serpentine microtubes was modeled numerically. The study was carried out in three-dimensional laminar flow (750?Re?2000) conditions. Serpentine microtubes with 10 mm pitch, 787 µm diameter and 30 mm length were used in the study. Al2O3-water nanofluid with different nanoparticle volume fractions (1.0%; 2.0%; 3.0%) was used as the working fluid in the numerical analyzes. In addition, studies were carried out for blade, platelet and cylindrical nanoparticle shapes. The average Nusselt numbers and the average Darcy friction factors used to estimate the flow and heat transfer performance in the serpentine microtubes were obtained for each nanoparticle volume fraction and nanoparticle shape. In addition, velocity and temperature profiles in different cases were examined. Secondary flows and temperature distributions in serpentine microtubes were analyzed in detail. Numerical results of the study were evaluated as the variation of average Nusselt number and the average Darcy friction factor with Reynolds number, nanoparticle volume fraction and nanoparticle shape. As a result, the highest convective heat transfer performance was obtained for platelet nanoparticle shape and 3.0% nanoparticle volume fraction of the Al2O3-water nanofluid.
In this study, the nanofluid flow in serpentine microtubes was modeled numerically. The study was carried out in three-dimensional laminar flow (750?Re?2000) conditions. Serpentine microtubes with 10 mm pitch, 787 µm diameter and 30 mm length were used in the study. Al2O3-water nanofluid with different nanoparticle volume fractions (1.0%; 2.0%; 3.0%) was used as the working fluid in the numerical analyzes. In addition, studies were carried out for blade, platelet and cylindrical nanoparticle shapes. The average Nusselt numbers and the average Darcy friction factors used to estimate the flow and heat transfer performance in the serpentine microtubes were obtained for each nanoparticle volume fraction and nanoparticle shape. In addition, velocity and temperature profiles in different cases were examined. Secondary flows and temperature distributions in serpentine microtubes were analyzed in detail. Numerical results of the study were evaluated as the variation of average Nusselt number and the average Darcy friction factor with Reynolds number, nanoparticle volume fraction and nanoparticle shape. As a result, the highest convective heat transfer performance was obtained for platelet nanoparticle shape and 3.0% nanoparticle volume fraction of the Al2O3-water nanofluid.
Açıklama
Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Anahtar Kelimeler
Enerji, Energy ; Makine Mühendisliği
