| Popis: |
Endüstriyel uygulamalarda ısı transferinin artırılması sıkça karşılaşılan ve sürekligeliştirme ihtiyacı duyulan bir mühendislik problemidir. İş yapan akışkana farklı partiküllerin eklenmesi, akışkanın ısı transferi performansını artıran bir yöntemdir. Bu çalışmada, sabit ısı akısı sınır şartlarında dairesel mikrokanallarda SiO2 partikülü ve saf su'dan oluşan nanoakışkanlarının ısıl performansları ve basınç düşüşleri deneysel olarak incelenmiştir. %0.2, %0.4, %0.8 ve %1.2 hacimsel derişime sahip nanoakışkanlar hazırlamak için, saf suya SiO2 (15 nm) nanoparçacıkları ilave edilmiştir. Sıcaklık, debi ve basınç ölçümleri ile ısı transferi, ısı taşınım katsayısı, Nusselt sayısı, basınç düşüşü ve sürtünme faktörü değerleri hesaplanmıştır. Hesaplamalar için gerekli olan ısıl iletkenlik ve viskozite değerleri ayrı ayrı ölçülmüştür. Nusselt sayısının Reynolds sayısı ve partikülün hacimsel oranının artmasıyla arttığı gözlemlenmiştir. Nanoakışkanlarla maksimum ısı transferi artışı Re = 2160 civarında ve %1.2 hacimsel oranda saf suya göre yaklaşık % 20 civarında olmuştur. En yüksek Reynolds sayılarında sürtünme faktörü değerleri birbirine çok yakın iken, Reynolds sayısı azaldıkça sürtünme faktöründeki artış daha belirgin hale gelmiştir. Bütün hacimsel oranlarda nanoakışkanların sürtünme faktörü değerleri saf suya göre yüksektir. In industrial applications, the demand for the enhancement of heat transfer is a common engineering problem. The use of additives to heat transfer fluid is a technique applied to enhance the heat transfer performance of base fluids. In this study, the thermal performance of nanofluids consisting of SiO2 particles and deionized water in circular microchannels was investigated experimentally. SiO2 nanoparticles with diameter of 15 nm added to water to prepare nanofluids with 0.2%, 0.4%, 0.8% and 1.2% volume fractions. Heat transfer, heat transfer coefficient, Nusselt number, pressure drop and friction factor were calculated by using temperature, flow and pressure measurements. The termal conductivity and viscosity values required for the calculations are measured separately. It is observed that the Nusselt number is increasing at the all volume fraction of particles, by increasing the Reynolds number and the volumetric ratios of the particles. The highest heat transfer enhancement is obtained at Re = 2160 and 1.2 % vol. by 20 % under the condition of a constant pumping power. The friction factor values are very close to each other at the highest Reynolds numbers, whereas the decrease in the Reynolds number makes the increase in the friction factor more prominent. The friction factor values of the nanofluids are higher than the pure water at all volume ratios. 84 |
