Enerji Depolamalı Bir Boruda Nanoakışkan Kullanımının Isıl Performansa Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi (original) (raw)
Related papers
2016
Bu calisma ile nano boyutta TiO2 (Titanyum dioksit) parcaciklari iceren nanoakiskan kullanilarak cift fazli kapali bir termosifonun (isi borusu) isil performansinin iyilestirilmesi amaclanmistir. Calismada kullanilan isi borusu 1 m uzunlugunda, ic ve dis capi sirasiyla 13 mm ve 15 mm olan bakir bir borudur. Isi borusunun 400 mm’lik kisimlari yogusma ve buharlasma bolgelerini, geriye kalan 200 mm’lik kismi ise adyabatik bolgeyi olusturmaktadir. Yapilan deneysel calismada isi borusunun toplam hacminin 1/3’luk kismi is akiskani ile doldurulmustur. Yogusma bolumunden cekilen isiyi saptamak amaciyla 3 farkli sogutma suyu debisi (5 g/s, 7.5 g/s ve 10 g/s) ve buharlasma bolgesi icin 3 farkli isitici gucu (200 W, 300 W ve 400 W) kullanilarak deneyler tamamlanmistir. Deneyler su ve nanoakiskan icin ayri ayri yapilarak elde edilen sonuclar karsilastirilmistir. En iyi sonuc, isil performansta %16.5 oraninda iyilesme saglayan, is akiskani olarak nanoakiskanin kullanildigi 200 W isitici gucu ve ...
Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, 2019
Bu çalışmada, %0,01 hacimsel konsantrasyonlu grafen oksit (GO)-saf su nanoakışkanının taşınım ısı transferi ve basınç düşüşü artışı iç çapları 12 mm ve 16 mm olan, 1830 mm uzunluğa sahip sabit duvar ısı akılı dairesel bakır düz borularda deneysel olarak incelenmiştir. Ayrıca, çalışmada sayısal hesaplamalar tek fazlı akışkan kabulüyle Navier-Stokes ve enerji denkleminin sonlu hacimler yöntemi olan ANSYS-FLUENT programı kullanılarak çözülmesiyle üç boyutlu ve zamandan bağımsız olarak yapılmıştır. Hacimsel debinin, ısı akısının ve boru çapının GO-saf su nanoakışkanının taşınım ısı transfer katsayısı ve basınç düşüşü üzerindeki etkileri deneysel olarak araştırılmış ve saf su için elde edilen ısı taşınım katsayısı değerleri ilgili bağıntılardan elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, farklı çaplı borular için farklı debi ve ısı akısı değerlerinde ısı taşınım katsayısı ve Nusselt sayısı değerlerinin değişimleri olarak sunulmuş ve ayrıca boruların duvar yüzey sıcaklık ve ısı taşınım katsayısı değerlerinin değişimleri sayısal ve deneysel karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, nanoakışkanın h ve Nu sayısı değerlerinin hacimsel debi ve ısı akısındaki artışla arttığını ve en yüksek artış değerlerine 16 mm iç çaplı boruda ulaşıldığını göstermektedir. 16 mm iç çaplı boru için GO-saf su nanoakışkanının ortalama ısı taşınım katsayısı artış değeri 1,5 L/dak.' lık debi (Re=1981) ve 3043,94 W/m 2 ' lik (350 W) ısı akısı değerinde %34,88 olmaktadır. Anahtar Kelimeler "Nanoakışkan, grafen oksit, taşınım ısı transfer katsayısı, basınç düşüşü" Abstract In this study, increment of convective heat transfer and pressure drop of graphene oxide (GO)-distilled water nanofluid with volumetric concentration of 0,01% in circular copper straight tubes having inner diameters of 12 mm and 16 mm, length of 1830 mm and with constant wall heat flux was experimentally investigated. In addition, numerical calculations were performed as three-dimensional and steady by solving Navier-Stokes and energy equation using ANSYS-FLUENT program which is the finite volumes method with the assuming of single phase fluid. The effects of volumetric flow rate, heat flux and diameter of the tube were experimentally researched on the convective heat transfer coefficient and the pressure drop of the GO-distilled water nanofluid and the obtained values of convective heat transfer coefficient for the distilled water were compared with determined results from corresponding correlations. Results were presented as the variation of convective heat transfer coefficient and Nu number values at the values of different flow rates and heat fluxes for different tube diameters. And also, the variations of wall surface temperature and convective heat transfer coefficient values of the tubes were examined as numerical and experimental comparison. The obtained results showed that h and Nusselt number values of nanofluid increased with increasing of volumetric flow rate and heat flux and the highest increment values were reached at the pipe with 16 mm inner diameter. The increment value of average convective heat transfer coefficient of the GO-distilled water nanofluid was 34,88% at the flow rate of 1,5 L/min. (Re=1981) and the heat flux of 3043,94 W/m 2 (350 W) for the tube with 16 mm inner diameter.
Uçucu Kül İçeren Yüksek Performansli Güçlendi̇rme Harcinda Nano Si̇li̇katin Etki̇si̇
Selcuk University Journal of Engineering ,Science and Technology, 2017
Bu çalışmada 8 farklı karışım yapılmıştır. Bu karışımlarda , Nano Silikat %0 'dan %2' ye kadar % 0.25 arttırılarak çimento yerine ikame edilmiştir. Hazırlanan numunelerde su oranı düşük tutulup yüksek hacimde kullanılan Uçucu Külün etkisi altında ikame edilen Nano Silikatlı karışımların basınç ve eğilme altındaki davranışları araştırılmıştır. Numunelerde basınç dayanımı testi için 5×5×5 cm küp prizma betonlar hazırlanmış ve 1., 3. ve 7. günlerde deneylere tabi tutulmuştur. Bu çalışmanın amacı Nano Silikatlı numunelerin 1. günden itibaren Uçucu Külün erken yaş dayanımdaki negatif etkisini önlemek ve yüksek performanslı beton elde etmektir.
Araba Radyatöründeki Nanoakışkanların Isı Transfer Performansı
International Conference on Recent Academic Studies
Nanoakışkanların üstün termofiziksel, reolojik ve tribolojik özelliklerinden dolayı, otomobillerde ısı transferi ve yağlama gibi uygulamalarda kullanılabilirler. Otomobillerde nanoakışkanların, radyatör soğutucu, motor yağlayıcı, klima sistem yağlayıcı, motor yakıtı, fren sıvısı ve şok absorblayıcı gibi olası uygulamaları bulunmaktadır.
Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 2021
Yapılan bu çalışmada endüstriyel sistemlerde en çok kullanılan 2 farklı tesisat bağlantı parçasının (L, T) içerisinden nanoakışkan geçirilip, bu bağlantı parçalarının basınç düşüşleri ve basınç kayıp katsayıları sayısal olarak incelenmiştir. Nanoakışkan, temel akışkan su alınarak içerisine farklı konsantrasyonlarda alüminyum, bakır ve titanyum esaslı nanoparçacıkların eklenmesiyle elde edilmiştir. Artan konsantrasyonun basınç kaybı ve akış yapısı üzerinde etkisini incelemek için farklı konsantrasyonlarda farklı nanoakışkanlar incelenmiştir ((A2O3, %0,3, %0.5, %1, %2, %3) ve CuO (%1, %2, %4). Nanoakışkanların termofiziksel özellikleri daha önce yapılmış olan çalışmalardan alınmıştır. Hesaplama sonuçları, literatürdeki sonuçlar ile doğrulanmıştır. Sayısal çözümlemelerde yaygın olarak tercih edilen standart kε ve standart kω türbülans modeli olmak üzere 2 farklı model kullanılmıştır. Elde edilen hesaplar sonucunda incelenen her akışkanda, konsantrasyon arttıkça viskozitenin artışı ile yerel kayıpların da arttığı ortaya konulmuştur. En uygun modelin her iki bağlantı parçası için de standart k-ε olduğu belirlenmiştir.
European Journal of Science and Technology, 2021
Öz Yapılan bu çalışmada endüstriyel sistemlerde en çok kullanılan iki farklı tesisat bağlantı elamanının (ani daralma ve ani genişleme) içerisinden nanoakışkan geçirilerek bu bağlantı parçalarının basınç düşüşleri ve kayıp katsayıları sayısal olarak incelenmiştir. Nanoakışkan, temel akışkan su alınarak içerisine farklı konsantrasyonlarda alüminyum, bakır ve titanyum esaslı nanoparçacıkların eklenmesiyle elde edilmiştir. Artan konsantrasyonun basınç kaybı ve akış yapısı üzerinde etkisini incelemek için farklı konsantrasyonlarda farklı nanoakışkanlar incelenmiştir. Nanoakışkanların termofiziksel özellikleri daha önce yapılmış olan çalışmalardan alınmıştır. Hesaplama sonuçları, literatürdeki sonuçlar ile doğrulanmıştır. Sayısal çözümlemelerde yaygın olarak tercih edilen Standart k-ε ve Standart k-ω türbülans modeli olmak üzere 2 farklı türbülans modeli kullanılmıştır. Elde edilen hesaplar sonucunda incelenen her akışkanda, konsantrasyon arttıkça viskozitenin artışı ile yerel kayıpların da arttığı ortaya konulmuştur. En uygun türbülans modelinin bütün bağlantı parçaları için k-ε olduğu belirlenmiştir.
ÖZ Bu çalışmada, grafen oksit (GO)-su nanoakışkanının taşınım ısı transferi üniform duvar ısı akılı dairesel bir bakır boru boyunca laminer akış için deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmada, grafen oksit-su nano-akışkanının ısı transferi artışı ve basınç düşüşü özellikleri değerlendirilirken, sayısal çalışmada korunum denklem-leri üç boyutlu olarak sonlu hacim yöntemi olan CFD paket programının (ANSYS 15.0-FLUENT) kullanılmasıyla tek fazlı akışkan kabulüyle çözülmüştür. Taban akışkanı olarak kullanılan saf suyun ısı transfer katsayısı ve basınç düşüşü ölçülmüş ve ilgili bağıntıdan elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sayısal çalışmada elde edilen boru yüzey sıcaklık değerleri nanoakışkan için deneysel sonuçlarla karşılaştırıldığında ortalama %2 hata ile birbiriyle uyumlu olduğu görülmüştür. Çalışmada, %0,01 ve %0,02 hacimsel konsantrasyonlu GO-su nanoakışkanının ısı transferi artışında ısı akısının, nanoparçacık hacimsel konsantrasyonunun ve hacimsel debinin etkileri sunulmuş-tur. %0,02'lik konsantrasyonda GO-su nanoakışkanının ısı taşınım katsayısı artışı değeri (hnf /hbf), 1,5 l/dk'lık debi (Re=2023) ve 2536.62 W/m 2 (350 W) ısı akısı değerinde %13,9 olmaktadır. Bununla birlikte, yük kaybı (h K) ve sürtünme faktörü için en yüksek artışlar %0,02 GO ve 1,5 l/dk'lık debide sırasıyla %8,37 ve %7,95'tir. Sonuçlar, GO nanoakışkanının ısı transferi uygulamalarında geleneksel çalışma akışkanlarına iyi bir alternatif olarak kulla-nılabileceğini göstermektedir Anahtar Kelimeler: Nanoakışkan, grafen oksit (GO), taşınım ısı transfer katsayısı ABSTRACT In this paper, convective heat transfer of graphene oxide-water (Graphene oxide) nanofluid in a laminar flow through a circular copper pipe with uniform wall heat flux is investigated experimentally and numerically. In experimental investigation, it is evaluated the heat transfer characteristics and the pressure drop of the graphene oxide (GO)-water nanofluid when in numerical study, the finite volume method (ANSYS 15.0-FLUENT) is employed to solve the conservation equations (continuity, momentum and energy equations) in three dimensional domains by assuming single phase flow. The heat transfer coefficient and pressure drop of the DI (distilled)-water used as base fluid is measured and compared with the corresponding data from the correlation. The datas of nanofluid for surface temperature of the tube is satisfied within a 2% error for the numerical work compared with experimental results. The effects of the heat flux, volumetric concentration and flow rate on the enhancement of the heat transfer of GO-water nanofluid with volumetric concentrations of 0,01% and 0,02% are presented in the study. The value of convective heat transfer coefficient enhancement (hnf /hbf) of the GO with 0,02% volumetric concentration and flow rate of 1,5 l/min (Re=2023) is 13,9% for the heat flux value of 2536.62 W/m 2 (350 W). However, the max. increases in head loss and friction factor with 0,02% GO and 1,5 l/min are 8,37% and 7,95% respectively. Finally, the results reveals that the GO-water nanofluid can be used as a good alternative conventional working fluids in heat transfer applications.
İçerisine Delikli Şerit Eleman Yerleştirilen Borudaki Isı Transferi ve Akış Karakteristiklerinin YSA ile Tahmini, 2019
Bu çalışmada, delikli bükülmüş şerit elemanın sürtünme faktörünü ve Nusselt sayısını doğru şekilde tahmin etmeye eğilimli bir Yapay Sinir Ağı (YSA) modeli sunulmuştur. Deneysel testler, üniform ısı akısı koşullarında Reynolds sayısının 4860 ile 24,130 aralığında, 3 farklı hatve oranı (y/D=2, 2.5, 3), 2 farklı genişlik oranı (W/D= 0.9285, 0.9642) ve 3 farklı delik çapı oranı (d/D= 0.0714,0.107,0.143 ) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. YSA modeli, deneysel veri setleri içeren bir veri bankası kullanılarak geliştirilip doğrulanmıştır. YSA için en kapsamlı öğrenme algoritması olan geri yayılım algoritması, ağın eğitimi ve test edilmesi için kullanılmıştır. YSA sonuçlarının deneysel veriler ile uyumlu olduğu görülmüştür. Çoklu belirleme katsayısının değeri R2, Nusselt sayısı için 0,9992 ve sürtünme faktörü için 0,9995 olarak elde edilmiştir.
2019
Bu deneysel calismada, arac radyatorune ait sogutma performansi saf su, grafen oksit (GO)-saf su ve grafen nano ribon (GNR) -saf su nanoakiskanlari kullanilarak incelenmistir. Deneyler 3 farkli akiskan giris sicakligi (36, 40 ve 44 oC) ve 4 farkli debi (0.6, 0.7, 0.8 ve 0.9 m3 h-1) kullanilarak gerceklestirilmistir. Deneysel veriler kullanilarak nanoakiskanlara ait toplam isi transferi katsayisi degerleri hesaplanmistir. Arac radyatoru dikdortgen kesitli bir kanal ile sabit hizda hava kullanilarak sogutulmustur. Sogutma performansindaki artis, elde edilen deneysel verilere gore saf su ve nanoakiskanlar icin toplam isi transfer katsayilari karsilastirilarak belirlenmistir. U degerlerindeki en yuksek ortalama artis oranlarinin %0.01 GO-saf su, %0.02 GO-saf su ve %0.01 GNR-saf su nanoakiskanlari icin sirasiyla %6.9, %32 ve icin %18.9 olduklari sonucuna varilmistir.